函数模板
显示实例化
区别定义与声明
T是模板形参 int是模板实参
inpunt是函数形参 3是函数实参
显示实例化
模板必须实例化可见 翻译单元一处定义原则
与内联函数异同
引入原因：函数模板是为了编译器两个阶段的处理 内联函数是为了能在编译期展开
模板实参的类型推导
推导原则
推导规则示例
1.
- 函数形参是左值引用/指针：
- 忽略表达式类型中的引用
- 将表达式类型与函数形参模式匹配以确定模板实参
2.万能引用：函数模板的 T&&是万能引用
- 如果实参表达式是右值，那么模板形参被推导为去掉引用的基本类型
- 如果实参表达式是左值，那么模板形参被推导为左值引用，触发引用折叠
引用折叠： 当有两个引用相互绑定时，它们会被折叠成一个引用。在模板实例化期间，引用折叠规则被应用于模板参数。
3、
- 函数形参不包含引用
- 忽略表达式类型中的引用
- 忽略顶层
const - 数组、函数转换成相应的指针类型
无法推导的情况
- 模板实参并非总是能够推导得到
- 如果模板形参与函数形参无关，则无法推导
- 即使相关，也不一定能进行推导，推导成功也可能存在因歧义而无法使用
即使相关，也不一定能进行推导，推导成功也可能存在因歧义而无法使用
- 在无法推导时，编译器会选择使用缺省模板实参
- 可以为任意位置的模板形参指定缺省模板实参——注意与函数缺省实参的区别
但是缺省只能处理无法推导的情况 不能处理能推导但是有歧义的情况
模板缺省实参和函数缺省实参区别
函数缺省实参要从右向左设置。 模板可以不是
自动推导遇到的几种情况
1.SPFINAE
函数模板中的替换失败（Substitution Failure Is Not An Error，简称 SFINAE）是一种编译器处理模板实例化失败的机制。当尝试实例化一个模板时，如果由于某些原因导致实例化失败，编译器并不会报错，而是会尝试使用备选的模板或者进行其他处理。
报错：没有匹配的函数 、忽视函数
重载函数 匹配失败就会找其他模板实例化 忽略掉前一个
2.模板与非模板同时匹配，匹配等级相同，此时选择非模板的版本
下面的代码调用了非模板的fun函数
注意 是匹配等级相同的情况才会选择非模板 如果不同 则会选择更加完美的匹配
下面的代码会调用模板fun
3.多个模板同时匹配，此时采用偏序关系确定选择最特殊的版本
float更加特殊 所以匹配第二个fun
如果同样特殊就会报错
标准类型转换模板
尾置返回类型与类型转换
- 显式实例化定义：
template void fun(int)/template void fun(int)
- 显式实例化声明：
extern template void fun(int)/extern template void fun(int)
- 注意一处定义原则
- 来源：stackoverflower
- 注意实例化过程中的模板形参推导
模板特化
函数模板的（完全）特化：
template<> void f(int) / template<> void f(int)
- 并不引入新的（同名）名称，只是为某个模板针对特定模板实参提供优化算法
避免使用模板的特化
- 不参与重载解析，会产生反直觉的效果
- 通常可以用重载代替
- 一些不便于重载的情况：无法建立模板形参与函数形参的关联
1.if constexpr解决
2.假函数解决
函数模板不能偏特化
C++20auto定义模板参数
类模板
成员函数只有在调用时才会被实例化
证明：程序无法编译 但是去掉21行就能编译
- 类内类模板名称的简写
类模板成员函数类外定义
成员函数模板
类的成员函数模板
类模板的成员函数模板
类内定义
类外定义
友元函数模板
fun是个友元函数模板
类模板的静态成员
成员对象只有类实例化的时候才会被实例化
static函数只有使用的时候才会实例化
C++11模板参数为友元
类模板的实例化
类模板的显示实例化
类模板特化
完全特化
偏特化
C++17类模板的实参推导
B x(3)自动推导成B<int>
pair的自动推导
C++17之前的解决方法 函数模板推导
C++20新概念
- 模板的问题：没有对模板参数引入相应的限制
- 参数是否可以正常工作，通常需要阅读代码进行理解
- 编译报错友好性较差(
vector<int&>)
- （C++20）
Concepts：编译期谓词，基于给定的输入，返回true或false- 与
constraints（require从句）一起使用时限制模板参数 - 通常置于表示模板形参的尖括号后面进行限制
- 与
此处限制T是int和float
优点：报错一目了然
Concept的定义与使用
- 1.包含一个模板参数的
Concept- 使用
requires从句 - 直接替换
typename
- 使用
- 2.包含多个模板参数
Concept- 用做类型
constraint时，少传递一个参数，推导出的类型将作为首个参数
- 用做类型
requires 表达式 (C++20 起) - cppreference.com 参考资料
- 简单表达式：表明可以接收的操作
- 类型表达式：表明是一个有效的类型
requires从句所引入的限定具有偏序特性，系统会选择限制最严格的版本
如下 C1更严格 编译器选择匹配C1
- 特化小技巧：在声明中引入“
A||B”进行限制，之后分别针对A与B引入特化
重载与模板
数值模板参数与模板模板参数
模板可以接受编译器常量为模板参数
C++17auto value
·
C++20支持浮点数作为模板参数(clang 12不支持）
接受模板作为模板参数
C++17模板的模板考虑缺省实参
clang12支持有限
别名模板
- 为目标本身引入别名
- 为类模板的成员引入别名
- 别名模板不支持特化，但可以基于类模板的特化引入别名，以实现类似特化的功能
- 注意与实参推导的关系
变长模板
变长模板(Variadic Template)
- 变长模板参数与参数包
形参包（parameter pack）是C++中用于处理可变数量参数的一种特性。形参包可以接受任意数量的模板参数，并在模板中进行处理。
形参包的基本语法是使用...来表示，可以用在函数模板、类模板以及别的模板上下文中。形参包的展开可以通过递归、折叠表达式（C++17引入）等方式进行。
接数值
接类型
带可选名字的函数形参包
完美转发
右值引用失效
使用万能引用 T&&情况
还是失效 原因：右值引用是个左值
解决方法：转发 forward
- （C++11）完美转发：
std::forward函数- 通常与万能引用结合使用
- 同时处理传入参数是左值或右值的情形
包展开与折叠表达式
消除歧义
internal*p被编译器解读成乘法
- 使用
typename与template消除歧义- 使用
typename表示一个依赖名称是类型而非静态数据成员
- 使用
使用template表示一个依赖名称是模板
T::internal<A 会被编译器视为小于号比较大小
使用template表示一个依赖名称是模板
template与成员函数模板调用
internal被解读为依赖obj <被解读成小于号
解决方法
C++14变量模板
- （C++14）变量模板
template<typename T> T pi = (T)3.1415926;- 其他形式的变量模板
C++14 引入了变量模板（Variable Templates）的概念，它允许你定义参数化的变量，类似于函数模板允许你定义参数化的函数。变量模板提供了一种通用的方式来定义与类型相关的常量或变量，使得代码更具有通用性和灵活性。
lambda模板表达式
// 使用 C++20 中的 lambda 模板auto genericLambda = []<typename T>(T x, T y) {return x + y;};
