一、非类型模板参数
1. 认识
模板参数分为类类型形参和非类型形参。
- 类类型模板参数：出现在模板参数列表中，跟在class或者typename之类的参数类型名称。
- 非类型模板参数：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。
2. 使用
例如，我们要实现一个静态数组的类，就需要用到非类型模板参数。
代码语言：javascript
AI代码解释
template<class T, size_t N> //N：非类型模板参数 class StaticArray { public: size_t arraysize() { return N; } private: T _array[N]; //利用非类型模板参数指定静态数组的大小 }; int main() { StaticArray<int, 10> a1; //定义一个大小为10的静态数组 cout << a1.arraysize() << endl; //10 StaticArray<int, 100> a2; //定义一个大小为100的静态数组 cout << a2.arraysize() << endl; //100 return 0; }3. 和类类型参数的对比
特点 | 类型模板参数 (Type Template Parameter) | 非类型模板参数 (Non-type Template Parameter) |
|---|---|---|
参数形式 | 类型（如 int, double, std::string） | 编译期常量值（如整数、枚举、指针、引用、C++20起支持浮点和字面量类） |
传参方式 | Array<int> | Array<int, 10> |
常见用途 | 泛型编程、容器、算法 | 固定大小容器、编译期策略选择、哈希参数等 |
编译期要求 | 只要类型合法即可 | 必须是编译期常量 |
C++17 支持范围 | 所有类型 | 整数、枚举、指针/引用常量 |
C++20 新增支持 | - | 浮点数、字面量类类型（满足 constexpr） |
举例 | template <typename T> class Vec {} | template <typename T, int N> class Array {} |
二、arry容器
1. 认识
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
我们可以看出arry容器也使用的非类型模板参数来管理数组的固定大小。
2. 使用
代码语言：javascript
AI代码解释
#include<iostream> #include<array> using namespace std; int main() { //array容器的使用 array<int, 8> dh; //定义一个大小为8的静态数组 dh[0] = 6; //第一个数据初始化为6 dh[7] = 99; //最后一个数据初始化为99 for (auto e : dh) //输出dh数组 { cout << e << ' '; } cout << endl; return 0; }在这里插入图片描述
我们发现对未进行赋值的数据并没有对其进行初始化，反而是给出的随机值，那他和我们c语言中的传统数组有什么不同呢？又有什么优势？
3. 和传统c语言数组的对比
代码语言：javascript
AI代码解释
#include<iostream> #include<array> using namespace std; int main() { //array容器的使用 array<int, 8> dh; //定义一个大小为8的静态数组 dh[0] = 6; //第一个数据初始化为6 dh[7] = 99; //最后一个数据初始化为99 for (auto e : dh) //输出dh数组 { cout << e << ' '; } cout << endl; //c语言传统数组 int arr[8]; arr[0] = 6; arr[7] = 99; for (auto e : arr) //输出dh数组 { cout << e << ' '; } cout << endl; return 0; }在这里插入图片描述
同样的，都没有进行初始化，而且c语言中的数组也支持array中的大部分数组，其实其中的不同就是array容器对越界的检查更加的严格，可以检查出越界读和越界写。
看下面的两个错误写法：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
但是c语言中也可以检查出部分越界写
在这里插入图片描述
三、模板特化
1. 概念
我们通过一个代码的例子来理解模板的特化
代码语言：javascript
AI代码解释
#include<iostream> using namespace std; // 函数模板 -- 参数匹配 template<class T> bool IsEqual(T x, T y) //判断是否相等 { return x == y; } int main() { cout << IsEqual(1, 1) << endl; //1 cout << IsEqual(1.1, 2.2) << endl; //0 char a1[] = "2021bsdt"; char a2[] = "2021bsdt"; cout << IsEqual(a1, a2) << endl; //0 return 0; }在这里插入图片描述
判断结果是这两个字符串不相等，这很好理解，因为我们希望的是该函数能够判断两个字符串的内容是否相等，而该函数实际上判断是确实这两个字符串所存储的地址是否相同，这是两个存在于栈区的字符串，其地址显然是不同的。类似于上述实例，使用模板可以实现一些与类型无关的代码，但对于一些特殊的类型可能会得到一些错误的结果，此时就需要对模板进行特化，即在原模板的基础上，针对特殊类型进行特殊化的实现方式
2. 函数模板特化
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
我们知道当传入的类型是char时，应该依次比较各个字符的ASCII码值进而判断两个字符串是否相等，或是直接调用strcmp函数进行字符串比较，那么此时我们就可以对char类型进行特殊化的实现。
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