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  • C++模板编程里的主版本模板类、全特化、偏特化(C++ Type Traits)

    1.  主版本模板类

        首先我们来看一段初学者都能看懂,应用了模板的程序:

    复制代码
     1 #include <iostream>
     2 using namespace std;
     3 
     4 template<class T1, class T2>
     5 class A{
     6 public:
     7     void function(T1 value1, T2 value2){
     8         cout<<"value1 = "<<value1<<endl;
     9         cout<<"value2 = "<<value2<<endl;
    10     }
    11 };
    12 int main(){
    13     A<int, char> a;
    14     a.function(12, 'b');
    15 
    16     system("pause");
    17     return 0;
    18 }
    复制代码

        程序很简单,一个模板类A,它有一个打印两个参数的函数。我们在main函数里创建了以int,char为类型的类A的对象,调用函数后,得到了我们要的结果:

    value1 = 12
    value2 = b
    请按任意键继续. . .

        上面的模板类A,我们通常称作是主版本模板类,它的主要特点是:模板类中所有的类型都是模板类型。

    2. 全特化

        首先我们需要了解一个概念,什么叫特化。特化其实就是特殊化的意思,在模板类里,所有的类型都是模板(template<class T>),而一旦我们将所有的模板类型T都明确化,并且写了一个类名与主模板类名相同的类,那么这个类就叫做全特化类。下面的代码就是全特化的一个演示:

    复制代码
     1 #include <iostream>
     2 using namespace std;
     3 
     4 template<class T1, class T2>
     5 class A{
     6 public:
     7     void function(T1 value1, T2 value2){
     8         cout<<"value1 = "<<value1<<endl;
     9         cout<<"value2 = "<<value2<<endl;
    10     }
    11 };
    12 
    13 template<>
    14 class A<int, double>{ // 类型明确化,是个全特化类
    15     public:
    16     void function(int value1, double value2){
    17         cout<<"int value1 = "<<value1<<endl;
    18         cout<<"double value2 = "<<value2<<endl;
    19     }
    20 };
    21 
    22 int main(){
    23     A<int, double> a;
    24     a.function(12, 12.21);
    25 
    26     system("pause");
    27     return 0;
    28 }
    复制代码

        上面代码中着色的部分就是经过全特化的类A,可以看到主版本模板类中的T1和T2已经全部明确化为int和double。接着在main里用“A<int, double> a;”实例化对象时,程序会去调用这个全特化的类。一个类被称为全特化类的条件:1.必须有一个主模板类   2.模板类型被全部明确化。

    3. 偏特化

        上面对主版本模板类和全特化类进行了定义,那么偏特化就是介于二者之间的模板类,它的类名与主版本模板类相同,但是它的模板类型中,有被明确化的部分和没有被明确化的部分。下面就是一段偏特化的演示代码:

    复制代码
     1 #include <iostream>
     2 using namespace std;
     3 
     4 template<class T1, class T2>
     5 class A{
     6 public:
     7     void function(T1 value1, T2 value2){
     8         cout<<"value1 = "<<value1<<endl;
     9         cout<<"value2 = "<<value2<<endl;
    10     }
    11 };
    12 
    13 template<class T>
    14 class A<int, T>{ // 类型部分明确化,是个偏特化类
    15 public:
    16     void function(int value1, T value2){
    17         cout<<"int value1 = "<<value1<<endl;
    18         cout<<"double value2 = "<<value2<<endl;
    19     }
    20 };
    21 
    22 int main(){
    23     A<int, char> a;
    24     a.function(12, 'a');
    25 
    26     system("pause");
    27     return 0;
    28 }
    复制代码

        上面代码着色部分就是一个偏特化的模板类,可以看到主版本模板类中的T1和T2中的T1被明确化为int。接着在main里用“A<int, char> a;”实例化对象时,程序会去调用这个偏特化的。一个类被称为偏特化类的条件:1.必须有一个主模板类   2.模板类型被部分明确化。

    4. 模板类调用优先级

        对主版本模板类、全特化类、偏特化类的调用优先级从高到低进行排序是:全特化类>偏特化类>主版本模板类。这样的优先级顺序对性能也是最好的。

    5. 其他特化类型

        在特化的时候,我们将主版本模板类中的模板类型进行特化,按照特化为的类型,我们可以进行一下分类:

            ①.绝对类型特化

            ②.引用/指针类型特化

            ③.转化为另外一个类模板

        下面我们来一个一个研究一下这三种特化:

        ①.绝对类型特化

             所谓绝对类型特化,就是将模板类型T特化为制定的普通数据类型或自定义数据类型。代码如下:

    复制代码
     1 class MyType{ // 自定义类型
     2 public:
     3     char ch;
     4     MyType(char _ch):ch(_ch){}
     5 };
     6 
     7 template<class T1, class T2>
     8 class A{
     9 public:
    10     void function(T1 value1, T2 value2){
    11         cout<<"value1 = "<<value1<<endl;
    12         cout<<"value2 = "<<value2<<endl;
    13     }
    14 };
    15 
    16 template<>
    17 class A<int, MyType>{ //绝对类型特化,两个模板类型被特化为一个普通类型和一个自定义的数据类型
    18 public:
    19     void function(int value1, MyType value2){
    20         cout<<"int value1 = "<<value1<<endl;
    21         cout<<"double value2 = "<<value2.ch<<endl;
    22     }
    23 };
    复制代码

        ②.引用/指针类型特化

    复制代码
     1 template<class T1, class T2>
     2 class A{
     3 public:
     4     void function(T1 value1, T2 value2){
     5         cout<<"value1 = "<<value1<<endl;
     6         cout<<"value2 = "<<value2<<endl;
     7     }
     8 };
     9 
    10 template<class T1, class T2>
    11 class A<T1*, T2*>{ // 指针类型特化
    12 public:
    13     void function(T1* pValue1, T2* pValue2){
    14         cout<<"int value1 = "<<*pValue1<<endl;
    15         cout<<"double value2 = "<<*pValue2<<endl;
    16     }
    17 };
    18 
    19 template<class T1, class T2>
    20 class A<T1&, T2&>{ // 引用类型特化
    21 public:
    22     void function(T1& pValue1, T2& pValue2){
    23         cout<<"int value1 = "<<pValue1<<endl;
    24         cout<<"double value2 = "<<pValue2<<endl;
    25     }
    26 };
    复制代码

        ③.转化为另外一个类模板

    复制代码
     1 template<class T>
     2 class Number{
     3 public:
     4     T value;
     5     Number(T v):value(v){}
     6 };
     7 
     8 template<class T1, class T2>
     9 class A{
    10 public:
    11     void function(T1 value1, T2 value2){
    12         cout<<"value1 = "<<value1<<endl;
    13         cout<<"value2 = "<<value2<<endl;
    14     }
    15 };
    16 
    17 template<class T1, class T2>
    18 class A<Number<T1>, Number<T2>>{ // 模板类型变成另外一个模板类
    19 public:
    20     void function(Number<T1> n1, Number<T2> n2){
    21         cout<<"int value1 = "<<n1.value<<endl;
    22         cout<<"double value2 = "<<n2.value<<endl;
    23     }
    24 };
    复制代码

    6. 结语

    当然,本文只是粗浅的让读者理解什么是模板的特化,就深度而言,本文也只是触及皮毛,模板的精妙技巧本文并未涉及,敬请期待。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/adylee/p/4816303.html
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