模板进阶：非类型模板参数，特化

一、非类型模板参数

非类型模板参数，就是用一个常量作为类/函数的模板参数，在类/函数中可以被当成常量使用。

template<class T, size_t N>// N 为一个非类型模板参数
class Stack
{
public:Stack(){_a = new T[N];}
protected:T* _a;
};int main()
{Stack<int, 10> st;// 初始化方式return 0;
}

P.S.

浮点数、类对象、字符串不允许作为非类型模板参数
非类型模板参数必须在编译时就确定结果

二、模板的特化

首先给定一个 Date 类，并完善必要的函数及运算符重载，以便后续介绍相关概念。

	class Date{public:Date(int year, int month, int day):_year(year), _month(month), _day(day){}bool operator<(const Date& d){if (_year < d._year)return true;else if (_year == d._year && _month < d._month)return true;else if (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day)return true;return false;}friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);protected:int _year;int _month;int _day;};ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d){out << d._year << " " << d._month << " " << d._day << endl;return out;}

2.1 函数模板特化

函数模板的特化，必须建立在一个基础的函数模板上
template<> 函数名<特化的参数类型> { //... }
必须要和模板函数的基础参数类型完全相同，否则编译器会各种报错

给出下面的一种情景：比较两个日期的大小关系

template<class T>
bool Less(T a, T b)
{return a < b;
}int main()
{Date d1(2024, 1, 2);Date d2(2024, 3, 12);cout << Less(d1, d2) << endl;Date* p1 = &d1;Date* p2 = &d2;cout << Less(p1, p2) << endl;return 0;
}

Less(d1, d2) 的比较没有问题，而 Less(p1, p2) 的结果则不尽如人意：

默认情况下，Less(p1, p2) 是在比较 p1 和 p2 的指针大小关系。如果想要做到通过指针就能完成对日期大小的比较，则需要对 Date* 类型特化，重载 Less 函数。

template<> // 格式
bool Less<Date*>(Date* a, Date* b) 
{return *a < *b;
}// 再次强调：**必须要和模板函数的基础参数类型完全相同**，否则编译器会各种报错

注意：

一般情况函数模板无法实例化出满足要求的函数，我们通常给出具体实现——更简单、方便。
bool Less(Date* a, Date* b)
{return *a < *b; // 直接实现，不走函数模板的特化
}

2.2 类模板的特化

2.2.1 全特化

全特化：将模板参数列表中所有参数都给明

template<class T1, class T2>
class AA
{
public:AA() { cout << "AA<T1, T2>" << endl; }
};// 格式 与 函数模板特化格式类似
template<>
class AA<int, char> // 将模板参数列表中所有参数都给明
{
public:AA() { cout << "AA<int, char>" << endl; }
};int main()
{AA<int, int> a1;AA<int, char> a2;
}

2.2.2 偏特化

偏特化有两种方式：

部分特化：将模板参数列表中的一部分参数特化

template<class T>
class AA<int, T>
{
public:AA() { cout << "AA<int, T>" << endl; }
};

对参数进一步限制

template<class T1, class T2>
class AA<T1&, T2&> 
{
public:AA() { cout << "AA<T1&, T2&>" << endl; }
};template<class T1, class T2>
class AA<T1*, T2*> 
{
public:AA() { cout << "AA<T1*, T2*>" << endl; }
};int main()
{AA<int*, char*> a1;AA<int&, char&> a2;
}

2.2.3 Date* 特化仿函数示例

	template<class T>// 普通版本class ComLess{public:bool operator()(T a, T b){return a < b;}};template<>class ComLess<Date*> // 对于 Date* 类型的特化版本{public:bool operator()(Date* a, Date* b){return *a < *b;}};

int main()
{priority_queue<Date*, vector<Date*>, ComLess<Date*>> pq;pq.push(new Date(2024, 2, 12));pq.push(new Date(2024, 2, 22));pq.push(new Date(2024, 2, 2));while (!pq.empty()){cout << *pq.top() << endl;// pq 的元素是指向Date类的指针// 如果想观察Date 的大小关系，需要对 pq.top() 解引用}return 0;
}