非类型模板参数+模板的特化

一、非类型模板参数

• 模板参数分类：类型形参与非类型形参。
• 类型形参即：出现在模板参数列表中，跟在class或者typename之类的参数类型名称。
• 非类型形参，就是用一个常量作为类(函数)模板的一个参数，在类(函数)模板中可将该参数当成常量来使用。
• 注意：
  1. 浮点数、类对象以及字符串是不允许作为非类型模板参数的。
  2. 非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果。

#include<iostream>
using namespace std;
template<class T,size_t N>
class Stack
{
private:
	T _a[N];
};
int main()
{
	Stack<int, 10>s1;
	Stack<double, 1000>s2;
	cout << sizeof(s1) / sizeof(int) << endl;//10
    cout << sizeof(s2) / sizeof(double);//1000
	return 0;
}

二、模板的特化

• 通常情况下，使用模板可以实现一些与类型无关的代码，但对于一些特殊类型的可能会得到一些错误的结果，需要特殊处理
• 在原模板类的基础上，针对特殊类型所进行特殊化的实现方式。模板特化中分为函数模板特化与类模板特化

（一）函数模板特化

•  函数模板的特化步骤：
• 1. 必须要先有一个基础的函数模板
• 2. 关键字template后面接一对空的尖括号<>
• 3. 函数名后跟一对尖括号，尖括号中指定需要特化的类型
• 4. 函数形参表: 必须要和模板函数的基础参数类型完全相同，如果不同编译器可能会报一些奇怪的错误。

// 通用模板函数
template <typename T>
bool isGreater(T a, T b) 
{
    return a > b;
}

// 特化版本针对字符类型
template <>
bool isGreater<char>(char a, char b) 
{
    cout << "Using specialized version for characters." << endl;
    return toupper(a) > toupper(b);
}

#include <iostream>
#include <cctype>
using namespace std;
// 通用模板函数
template <typename T>
bool isGreater(T a, T b) {
    return a > b;
}

// 特化版本针对字符类型
template <>
bool isGreater<char>(char a, char b) {
    cout << "Using specialized version for characters." << endl;
    return toupper(a) > toupper(b);
}

int main()
{
    if (isGreater(69, 66)) 
    {
        cout << "69 is greater than 66" << endl;
    }
    else 
    {
        cout << "69 is not greater than 66" << endl;
    }

    if (isGreater('G', 'B')) 
    {
        cout << "G is greater than B" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "G is not greater than B" << endl;
    }
    return 0;
}

（二）类模板举例

1. 全特化

• 全特化即是将模板参数列表中所有的参数都确定化

#include <iostream>
using namespace std;
template<class T1, class T2>
class Data
{
public:
	Data() 
	{ 
		cout << "Data<T1, T2>" << endl; 
	}
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};

template<>
class Data<int, char>
{
public:
	Data() 
	{ 
		cout << "Data<int, char>" << endl; 
	}
private:
	int _d1;
	char _d2;
};

int main()
{
	Data<int, int> d1;
	Data<int, char> d2;
	return 0;
}

2. 偏特化

• 偏特化：任何针对模版参数进一步进行条件设计的特化版本
• 偏特化有以下两种表现方式：
• 情况一部分特化：将模板参数类表中的一部分参数特化 

// 将第二个参数特化为int
template <class T1>
class Data<T1, int>
{
public:
	Data() { cout << "Data<T1, int>" << endl; }
private:
	T1 _d1;
	int _d2;
};

• 情况二参数更进一步的：偏特化并不仅仅是指特化部分参数，而是针对模板参数更进一步的条件所设计出来的一个特化版本。

//两个参数偏特化为指针类型
template <typename T1, typename T2>
class Data <T1*, T2*>
{
public:
	Data() 
	{ 
		cout << "Data<T1*, T2*>" << endl; 
	}
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};
//两个参数偏特化为引用类型
template <typename T1, typename T2>
class Data <T1&, T2&>
{
public:
	Data(const T1& d1, const T2& d2)
		: _d1(d1)
		, _d2(d2)
	{
		cout << "Data<T1&, T2&>" << endl;
	}
private:
	const T1& _d1;
	const T2& _d2;
};

#include <iostream>
using namespace std;

template<class T1, class T2>
class Data
{
public:
    Data()
    {
        cout << "Data<T1, T2>" << endl;
    }
private:
    T1 _d1;
    T2 _d2;
};

template <typename T1, typename T2>
class Data <T1*, T2*>
{
public:
    Data()
    {
        cout << "Data<T1*, T2*>" << endl;
    }
private:
    T1* _d1;
    T2* _d2;
};

template <typename T1, typename T2>
class Data <T1&, T2&>
{
public:
    Data(const T1& d1, const T2& d2)
        : _d1(d1)
        , _d2(d2)
    {
        cout << "Data<T1&, T2&>" << endl;
    }
private:
    const T1& _d1;
    const T2& _d2;
};

int main()
{
    Data<int, char>d;
    Data<int*, int*> d1;
    Data<const int&, const int&> d2(5, 10); // 提供初始化值
    return 0;
}