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C++底层学习精进：模板进阶

news 2026/5/12 9:47:13

🔥值得注意的是：这里进行一点之前的补充，在模板初阶部分我们对class和typename进行了介绍，一般这两个参数类型是可以互相替换的，没啥区别，但是有一个特殊情况：

代码语言：javascript

AI代码解释

template<class Container> void Print(const Container& v) { Container::const_iterator it = v.begin(); while (it != v.end()) { cout << *it << " "; it++; } cout << endl; }

当我们用模板参数来写vector数组的遍历的时候，Container::const_iterator包含模板参数没有实例化，编译器无法确定const_iterator是个变量还是类型

因此应该写成typename Container::const_iterator，typename告诉编译器这里是类型，等模板实例化再去找

为了满足某些特定情况下的需求，便有了非类型模板参数

✏️例如：开辟一个静态数组时，有可能大了，也有可能小了

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namespace bite { // 定义一个模板类型的静态数组 template<class T, size_t N = 10> class array { public: T& operator[](size_t index) { return _array[index]; } const T& operator[](size_t index)const { return _array[index]; } size_t size()const { return _size; } bool empty()const { return 0 == _size; } private: T _array[N]; size_t _size; }; }

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，像array<int, 10> a1这样实例化，

🔥值得注意的是：为非类型模板参数必须是整型，且非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果，一般遵循按需编译，即只有按需编译过的函数才会去检查该函数的语法语义错误

2.模板的特化

模板特化一般是在特殊情况下使用的，以下将结合具体例子说明：

2.1 函数模板特化

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，比如：实现了一个专门用来进行小于比较的函数模板

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// 函数模板 -- 参数匹配 template<class T> bool Less(T left, T right) { return left < right; } int main() { cout << Less(1, 2) << endl; // 可以比较，结果正确 Date d1(2022, 7, 7); Date d2(2022, 7, 8); cout << Less(d1, d2) << endl; // 可以比较，结果正确 Date* p1 = &d1; Date* p2 = &d2; cout << Less(p1, p2) << endl; // 可以比较，结果错误 return 0; }

第三个比较，这里可能是为了存储方便，我们具体是想要比较Date*指向的内容，但是按照正常模板他只会比较地址的大小，此时就需要为这种特殊情况进行模板特化

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// 对Less函数模板进行特化 template<> bool Less<Date*>(Date* left, Date* right) { return *left < *right; }

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<>
函数名后跟一对尖括号，尖括号中指定需要特化的类型
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

一般情况下如果函数模板遇到不能处理或者处理有误的类型，或者只是使用一两次并不频繁的话，为了实现简单通常都是将该函数直接给出

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bool Less(Date* left, Date* right) { return *left < *right; }

该种实现简单明了，代码的可读性高，容易书写，因为对于一些参数类型复杂的函数模板，特化时特别给出，因此函数模板不建议特化

2.2 类模板特化

2.2.1 全特化

全特化就是将模板参数列表中的所有参数确定化

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#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<T1, T2>" << endl; } private: int _d1; char _d2; }; void TestVector() { Data<int, int> d1; Data<int, char> d2; }

2.2.2 偏特化

还是上面的例子，如果我们只是想将部分模板参数进行特化呢？

🚩部分特化

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

🚩对参数进一步限制

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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; }; void test2() { Data<double, int> d1; // 调用特化的int版本 Data<int, double> d2; // 调用基础的模板 Data<int*, int*> d3; // 调用特化的指针版本 Data<int&, int&> d4(1, 2); // 调用特化的指针版本 }