[C++基础]034_C++模板编程里的主版本模板类、全特化、偏特化(C++ Type Traits)
2013-03-20 16:43
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[C++基础]034_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:
#include <iostream> using namespace std; template<class T1, class T2> class A{ public: void function(T1 value1, T2 value2){ cout<<"value1 = "<<value1<<endl; cout<<"value2 = "<<value2<<endl; } }; int main(){ A<int, char> a; a.function(12, 'b'); system("pause"); return 0; }
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:
#include <iostream> using namespace std; template<class T1, class T2> class A{ public: void function(T1 value1, T2 value2){ cout<<"value1 = "<<value1<<endl; cout<<"value2 = "<<value2<<endl; } }; template<> class A<int, double>{ // 类型明确化,是个全特化类 public: void function(int value1, double value2){ cout<<"int value1 = "<<value1<<endl; cout<<"double value2 = "<<value2<<endl; } }; int main(){ A<int, double> a; a.function(12, 12.21); system("pause"); return 0; }
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:
#include <iostream> using namespace std; template<class T1, class T2> class A{ public: void function(T1 value1, T2 value2){ cout<<"value1 = "<<value1<<endl; cout<<"value2 = "<<value2<<endl; } }; template<class T> class A<int, T>{ // 类型部分明确化,是个偏特化类 public: void function(int value1, T value2){ cout<<"int value1 = "<<value1<<endl; cout<<"double value2 = "<<value2<<endl; } }; int main(){ A<int, char> a; a.function(12, 'a'); system("pause"); return 0; }
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:
class MyType{ // 自定义类型 public: char ch; MyType(char _ch):ch(_ch){} }; template<class T1, class T2> class A{ public: void function(T1 value1, T2 value2){ cout<<"value1 = "<<value1<<endl; cout<<"value2 = "<<value2<<endl; } }; template<> 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 public: void function(int value1, MyType value2){ cout<<"int value1 = "<<value1<<endl; cout<<"double value2 = "<<value2.ch<<endl; } };
②.引用/指针类型特化
template<class T1, class T2> class A{ public: void function(T1 value1, T2 value2){ cout<<"value1 = "<<value1<<endl; cout<<"value2 = "<<value2<<endl; } }; template<class T1, class T2> class A<T1*, T2*>{ // 指针类型特化 public: void function(T1* pValue1, T2* pValue2){ cout<<"int value1 = "<<*pValue1<<endl; cout<<"double value2 = "<<*pValue2<<endl; } }; template<class T1, class T2> class A<T1&, T2&>{ // 引用类型特化 public: void function(T1& pValue1, T2& pValue2){ cout<<"int value1 = "<<pValue1<<endl; cout<<"double value2 = "<<pValue2<<endl; } };
③.转化为另外一个类模板
template<class T> class Number{ public: T value; Number(T v):value(v){} }; template<class T1, class T2> class A{ public: void function(T1 value1, T2 value2){ cout<<"value1 = "<<value1<<endl; cout<<"value2 = "<<value2<<endl; } }; template<class T1, class T2> class A<Number<T1>, Number<T2>>{ // 模板类型变成另外一个模板类 public: void function(Number<T1> n1, Number<T2> n2){ cout<<"int value1 = "<<n1.value<<endl; cout<<"double value2 = "<<n2.value<<endl; } };
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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