c++模板显示实例化，显示具体化，隐式实例化

时间 2020-01-04

标签 c++ 模板显示实例具体化隐式栏目 C&C++ 繁體版

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函数模板是C++新增的一种性质，它容许只定义一次函数的实现，便可使用不一样类型的参数来调用该函数。这样作能够减少代码的书写的复杂度，同时也便于修改（注：使用模板函数并不会减小最终可执行程序的大小，由于在调用模板函数时，编译器都根据调用时的参数类型进行了相应实例化）。下面来看看函数模板的使用过程：函数

[cpp] view plain copy.net

struct job
{
char name[20];
int salary;
};
template <class T> //函数模板声明，通用变量类型为T
void swap(T &a, T &b);
void showJob(const job &a);//打印job内容
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
void main(void)
{
int a = 4;
int b = 5;
cout<<"Before swap a = "<<a<<" b="<<b<<endl;
swap(a, b);
cout<<"After swap a = "<<a<<" b="<<b<<endl;
job jobA = {"coder", 10000};
job jobB = {"manager", 1000};
cout<<"Before swap";
showJob(jobA);
showJob(jobB);
cout<<endl;
swap(jobA, jobB);
cout<<"After swap";
showJob(jobA);
showJob(jobB);
cout<<endl;
system("pause");
};
template<class T> //函数模板实现
void swap(T &a, T &b)
{
T temp;
temp = a;
a = b;
b = temp;
}
void showJob(const job &a)
{
cout<<" "<<a.name<<" = "<<a.salary;
}

若是在上述job结构互换过程当中只想互换salary，而不换其余成员变量值那么怎么办呢？C++中能够经过如下几种方法来解决这一问题。code

1>显式具体化
显式具体化也是基于函数模板的，只不过在函数模板的基础上，添加一个专门针对特定类型的、实现方式不一样的具体化函数。blog

[cpp] view plain copyci

template<>void swap<job>(job &a, job &b)
{
int salary;
salary = a.salary;
a.salary = b.salary;
b.salary = salary;
}

如上所示，该具体化函数的实现与模板并不一致，编译器解析函数调用时会选择最匹配的函数定义。get

2>定义同名常规函数编译器

[cpp] view plain copyit

void swap(job &a, job &b)
{
int salary;
salary = a.salary;
a.salary = b.salary;
b.salary = salary;
}

因为编译器在重载解析时，会选择最匹配函数定义，因此在调用swap(jobA, jobB)时，编译器会选择void swap(job &a, job &b)函数定义，而屏蔽了模板函数。io

同时，模板函数也能够重载，其操做与常规函数一致。编译

[cpp] view plain copy

template <class T> void swap(T &a, T &b);
template <class T> void swap(T &a, T &b, T &c);
template <typename T> void swap(T &a, T &b)
{
T temp;
temp = a;
a = b;
b = temp;
}
template <typename T> void swap(T &a, T &b, T &c)
{
T temp;
temp = a;
a = b;
b = c;
c = temp;
}

上面主要说的是函数模板的具体化，下面说下模板实例化。

函数模板：

[cpp] view plain copy

#define MAXNAME 128
struct job
{
char name[MAXNAME]:
int salary;
};
template<class T>
void swap(T &a, T &b )
{
T temp;
temp = a;
a = b;
b = temp;
};
template void swap<int>(int &a, int & b); //显式实例化，只需声明
template<> void swap<job>(job &a, job &b) //显式具体化（上面已经讲过，注意与实例化区分开，必须有定义）
{
int salary:
salary = a.salary:
a.salary = b.salary;
b.salary = salary;
};//explicite specialization.

类模板：

[cpp] view plain copy

template <class T>
class Arrary
{
private:
T* ar;
int l;
...
};//template class declaration.
template class Array<int>; //explicit instantiation. 显式实例化
template<> class Array<job>
{
private:
job* ar;
int l;
};//expicit specialization. 显式具体化，类定义体能够不一样于类模板Array

相应的，隐式实例化指的是：在使用模板以前，编译器不生成模板的声明和定义实例。只有当使用模板时，编译器才根据模板定义生成相应类型的实例。如：
int i=0, j=1;
swap(i, j); //编译器根据参数i，j的类型隐式地生成swap<int>(int &a, int &b)的函数定义。
Array<int> arVal;//编译器根据类型参数隐式地生成Array<int>类声明和类函数定义。

显式实例化：
当显式实例化模板时，在使用模板以前，编译器根据显式实例化指定的类型生成模板实例。如前面显示实例化（explicit instantiation）模板函数和模板类。其格式为：
template typename function<typename>(argulist);
template class classname<typename>;
显式实例化只需声明，不须要从新定义。编译器根据模板实现实例声明和实例定义。

显示具体化：
对于某些特殊类型，可能不适合模板实现，须要从新定义实现，此时可使用显示具体化（explicite specialization）。显示实例化需从新定义。格式为：
template<> typename function<typename>(argu_list){...};
template<> class classname<typename>{...};

综上：

template<> void swap<job>(job &a, job &b) {……};是函数模板的显式具体化，意思是job类型不适用于函数模板swap的定义，所以经过这个显式具体化从新定义；也可简写做template<> void swap(job &a, job &b);

template void swap<job>(job &a, job &b);是函数模板的一个显式实例化，只需声明，编译器遇到这种显式实例化，会根据原模板的定义及该声明直接生成一个实例函数，该函数仅接受job型。不然编译器遇到模板的使用时才会隐式的生成相应的实例函数。