非类型模板参数

模板的参数分为两种：

类型参数： 则是我们通常使用的方式，就是在模板的参数列表中在 class 后面加上参数的类型名称。
非类型参数： 则是用一个常量作为模板的参数，在模板中可以当作常量来使用，通常是需要指明大小或者初始化内容的才会用到。

类型参数我们在上一篇博客中讲的很详细了，不再赘述。而非类型参数比较常见的就是 c++ 中的 array ：
在这里插入图片描述
array 的底层就是直接使用的数组，而数组创建时必须指明大小，并且大小得是个常量，所以就会用到非类型模板参数。

注意：

浮点数、自定义类型、类对象以及字符串是不允许作为非类型模板参数的。
非类型参数必须在编译期就能确认结果。

通常情况下非类型模板参数都是使用字符型和整型。

函数模板的特化

当我们使用模板来实现一个函数，肯定是想利用它来解决逻辑相同但数据类型不同的一些问题，来实现代码的复用，但是也存在某些特例，比如针对某一情景或者某一类型，这个模板需要有特殊的处理，这个时候就需要用到模板的特化。

例如：

template<class T>
bool IsEqual(T str1, T str2)
{return str1 == str2;
}int main()
{char str1[] = "hello";char str2[] = "hello";if (IsEqual(str1, str2))cout << "true";elsecout << "false";
}

在这里插入图片描述

这里不同的原因是传递过去的是两个 char* 类型，他们两个比较的不是字符串的内容，而是指针的地址，这里 str1、str2 是在栈上开辟一块空间后再将 hello 拷贝过去，而 IsEqual 比较的是两者指向的两块不同内存（也就是两个 hello 的内存）的首地址，不可能相同。

如果要比较 char* ，就得用到 strcmp 来对这个情况进行特殊处理，也就是模板的特化。

template<>
bool IsEqual<char*>(char* str1, char* str2)
{return strcmp(str1, str2) == 0;	
}
// extern int strcmp(const char *s1,const char *s2);

在这里插入图片描述
函数模板的特化步骤：

必须要先有一个基础的函数模板
关键字 template 后面接一对 空的尖括号 <>
函数名后面的 <> 中指定需要特化的类型
特化的函数其形参 一定要与 模板的形参 类型完全相同。

类模板的特化

类也是同理，如果需要有特殊情景也需要特化处理：

类模板如下：

template<class T1, class T2>
class test
{
public:test(){cout << "test<T1, T2>" << endl;}private:T1 _x;T2 _y;
};

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。

这里对 test<int,double> 版本特化。

template<>
class test<int, double>
{
public:test(){cout << "test<int, double>" << endl;}private:int _x;double _y;
};int main()
{test<double, double> t1;test<int, double> t2;
}

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偏特化

偏特化即是任何针对模版参数进一步进行条件限制设计的特化版本。

偏特化有两种表现方式：一种是部分参数特化，一种是参数修饰特化。

部分参数特化

这里对第二个参数特化，只要第二个参数是 double 就会调用对应特化版本。

template<class T1>
class test<T1, double>
{
public:test(){cout << "test<T1, double>" << endl;}private:T1 _x;double _y;
};int main()
{test<double, double> t1;test<int, double> t2;test<float, double> t3;test<double, int> t4;
}

在这里插入图片描述

参数修饰特化

比如用指针或者引用来修饰类型，也可以进行特化。

template<class T1, class T2>
class test<T1*, T2*>
{
public:test(){cout << "test<T1*, T2*>" << endl;}private:T1* _x;T2* _y;
};int main()
{test<double, int> t1;test<int*, double*> t2;test<float*, double*> t3;test<char*, double> t4;
}

在这里插入图片描述

模板分离编译

对于一个代码量比较多的项目，通常都会采用声明与定义分离的方法，比如在头文件进行声明，在源文件完成代码的实现，最后通过链接的方法链接成单一的可执行文件。但是 C++ 的编译器却不支持模板的分离编译，一旦进行分离编译，就会出现链接错误。

//头文件a.h
template<class T>
bool IsEqual(const T& str1, const T& str2);-------------
//源文件a.cpp
template<class T>
bool IsEqual(const T& str1, const T& str2)
{return str1 == str2;
}
--------------
//test.c
#include<iostream>
#include"a.h"
using namespace std;int main()
{cout << IsEqual(3, 5);cout << IsEqual('a', 'b');
}

这里看上去是没有问题的，但是涉及到了模板的实例化规则。

首先，一个编译单元是指一个 .cpp 文件以及它所 #include 的所有 .h 文件，.h 文件里的代码将会被扩展到包含它的 .cpp 文件里，然后编译器编译该 .cpp 文件为一个 .obj 文件（假定我们的平台是 win32 ，Linux 则是 .o 文件），后者拥有 PE（Portable Executable，即windows可执行文件） 文件格式，并且本身包含的就已经是二进制码，但是不一定能够执行，因为并不保证其中一定有 main函数 。当编译器将一个工程里的所有 .cpp 文件以分离的方式编译完毕后，再由连接器（linker）进行连接成为一个 .exe （Linux 为 .out）文件。

那么来看上面的代码，

test.c 和 a.cpp 被编译器编译成 test.obj 和 a.obj 。
当编译器处理主函数调用 IsEqual 的时，这是第一次使用模板，会进行实例化，而实例化需要模板的定义，但是在 test.c 中并没有模板的定义，虽然在 test.obj 文件中头文件 a.h 也被展开，但可惜的是 a.h 中只有模板的声明 。
那么编译器只能寄希望于连接器，希望它能够在其他 .obj 里面找到 IsEqual 的实例，本题中连接器就是去 a.obj 中找实例，但问题在于，虽然 a.cpp 中有模板的定义，但并没有使用过这个模板，因此 a.obj 中不存在 IsEqual 的实例。因此连接器只能返回一个连接错误。