C++模板之函数模板实例化和具体化

模板声明 template<typename/class T>,  typename比class最近后添加到C++标准。

 

常规模板，具体化模板，非模板函数的优先调用顺序。

非模板函数（普通函数）> 具体化模板函数 > 常规模板

 

显示具体化：

具体化表示为某一特定的类型重写函数模板，声明的含义是使用独立的，专门的函数定义显示地为 特定类型生成函数定义。

为何要有显示具体化？处理模板函数所不能处理的特殊状况。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。

显示具体化声明在关键字template后包含<>.

如： 

1. template<> void swap<job>(job &j1, job &j2);  

vs2013不支持： 

1. void swap(Any &a, Any &b);  
2.   
3. struct job  
4. {  
5.     char name[40];  
6.     double salary;  
7.     int floor;  
8. };  
9.   
10. template<> void swap<job>(job &j1, job &j2);  
11.   
12. void Show(job &j);  
13.   
14. int main(){  
15.     using namespace std;  
16.   
17.     template void swap<job>(job &, job &);  
18.   
19.     int i = 10, j = 20;  
20.       
21.     swap(i, j);  
22.   
23.   
24.     return 0;  
25. }  
26.   
27.   
28. template<typename Any>  
29. void swap(Any &a, Any &b){  
30.     Any temp;  
31.     temp = a;  
32.     a = b;  
33.     b = temp;  
34. }  
35.   
36. template<> void swap<job>(job &j1, job &j2){  
37.     double temp_sal;  
38.     temp_sal = j1.salary;  
39.     j1.salary = j2.salary;  
40.     j2.salary = temp_sal;  
41. }  

隐式实例化

在发生函数模板的调用时，不显示给出模板参数而通过参数推演，称之为函数模板的隐式模板实参调用（隐式调用）。如：

1 2 3 4 5

template <typename T> void func(T t) {       cout<<t<<endl; }  func(5);//隐式模板实参调用

　　

显示实例化：

实例：如函数调用swap(i,j)会致使编译器生成swap()的一个实例，该实例使用 int 类型。

句法：声明所需的种类用<>符号指示类型，并在声明前加上关键字template:

为何要有显示实例化？事实上，编译器只在要调用函数的时候才使用到函数，若是不使用显示实例化，每次调用函数时，模板都会消耗性能去推导使用的是哪一个类型的函数，增长了程序运行时的负担；使用了显示实例化，则在编译时就已经处理了函数选择。

1. template [函数返回类型] [函数模板名]<实际类型列表>（函数参数列表）

实例化示例：

1. 1. template void swap<int>(int,  int);  

注意：试图在同一个文件（或转换单元）中使用同一种类型的显示实例化和显示具体化声明，会出错。

推荐：能够用在函数调用时，直接显示实例化，而不使用显示实例化声明。

　　如：

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template <typename T> T add(T x,T y) {       return x+y;      } int main() {      int i1=2,i2=3;      add<int>(i1,i2);      template int add<int>(i1,i2);//尽可能用上面一行的写法代替本行      return 0;    }

　　

模范代码：

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///**********************************************  /// @file    templetAdd.cc  /// @author  alex(AlexCthon@qq.com)  /// @date    2018-06-19 21:42:20  ///**********************************************/   #include <string.h> #include <iostream> using std::cout; using std::endl; //模板-->类型参数化-->代码生成器   //    实例化(模板参数推导) //函数模板    -->    模板函数     //< >  模板参数列表 //一、使用class 或者typename设置类型参数 //二、非类型参数、常量表达式（整型数据） template <class T> T add(T x,T y) {     return x + y; } #if 0 template int add<int>(int x,int y)// {     cout<<"template 显示实例化"<<endl;     return x+y; } #endif template<> int add<int>(int x,int y)//等价于template<>int add(int x,int y) {     cout<<"template 显示具体化"<<endl;     return x+y; } //模板的特化版本，不能独立用于通用版本 //针对特殊情形,但必定要在通用版本存在时才能用 template<>//把这行注释掉也是能够的，那代表下面的这个方法是重载了模板函数 const char* add(const char*lhs,const char* rhs) {     char*tmp = new char[strlen(lhs)+strlen(rhs)+1]();     strcpy(tmp,lhs);     strcat(tmp,rhs);     return tmp; } #if 0 //普通函数与函数模板能够重载 //普通函数优先级高于模板函数 int add(int x,int y)//能够重载,由于形参类型不同 {     return x + y; } #endif //函数模板与函数模板之间也能够重载 //函数模板的声明 template <typename T> T add(T x,T y,T z);   //c++11的特性 //c++11之前的版本对于函数模板而言，非类型参数不能设置默认值 //非类型参数必须是整形类数据（bool、char、int、long、long long） template <typename T,int num=10> int func(T x,T y) {     return x*y*num; } int main() {     int a=3,b=4;     double c1=1.2,c2=2.3,c3=4.9;     char ch1='a',ch2=2;     //template char add<char>(char x,char y);//试图在同一个文件（或转换单元）中使用同一种类型的显示实例化和显示具体化声明，会出错     func(ch1,ch2);     const char *p1="hello";     const char *p2="good";       cout << "int + int = " << add(a,b) << endl;//隐式实例化     cout << "double + double = " << add<int>(c1,c2) << endl;//显示实例化     cout << "char + char = " << add(ch1,ch2) << endl;     cout << "double + double = " << add(c1,c2,c3) << endl;     cout << "int + int = " << func<double,8>(a,b) << endl;//常量传递的方式     //cout << "a+d1=" << add(a,c1) << endl;//error，模板参数必须严格一致        cout << add(p1,p2) << endl;     return 0; } //函数模板的实现 template <class T> T add(T x,T y,T z) {     return x +y + z; }

　　

总结：

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>{...};