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非類型模板參數

模板的參數分為兩種：

• 類型參數： 則是我們通常使用的方式，就是在模板的參數列表中在 class 后面加上參數的類型名稱。
• 非類型參數： 則是用一個常量作為模板的參數，在模板中可以當作常量來使用，通常是需要指明大小或者初始化內容的才會用到。

類型參數我們在上一篇博客中講的很詳細了，不再贅述。而非類型參數比較常見的就是 c++ 中的 array ：

array 的底層就是直接使用的數組，而數組創建時必須指明大小，并且大小得是個常量，所以就會用到非類型模板參數。

注意：

1. 浮點數、自定義類型、類對象以及字符串是不允許作為非類型模板參數的。
2. 非類型參數必須在編譯期就能確認結果。

通常情況下非類型模板參數都是使用字符型和整型。

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函數模板的特化

當我們使用模板來實現一個函數，肯定是想利用它來解決邏輯相同但數據類型不同的一些問題，來實現代碼的復用，但是也存在某些特例，比如針對某一情景或者某一類型，這個模板需要有特殊的處理，這個時候就需要用到模板的特化。

例如：

template<class T>
bool IsEqual(T str1, T str2)
{return str1 == str2;
}int main()
{char str1[] = "hello";char str2[] = "hello";if (IsEqual(str1, str2))cout << "true";elsecout << "false";
}

這里不同的原因是傳遞過去的是兩個 char* 類型，他們兩個比較的不是字符串的內容，而是指針的地址，這里 str1、str2 是在棧上開辟一塊空間后再將 hello 拷貝過去，而 IsEqual 比較的是兩者指向的兩塊不同內存（也就是兩個 hello 的內存）的首地址，不可能相同。

如果要比較 char* ，就得用到 strcmp 來對這個情況進行特殊處理， 也就是模板的特化。

template<>
bool IsEqual<char*>(char* str1, char* str2)
{return strcmp(str1, str2) == 0;	
}
// extern int strcmp(const char *s1,const char *s2);

函數模板的特化步驟：

• 必須要先有一個基礎的函數模板
• 關鍵字 template 后面接一對 空的尖括號 <>
• 函數名后面的 <> 中指定需要特化的類型
• 特化的函數其形參 一定要與 模板的形參 類型完全相同。

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類模板的特化

類也是同理，如果需要有特殊情景也需要特化處理：

類模板如下：

template<class T1, class T2>
class test
{
public:test(){cout << "test<T1, T2>" << endl;}private:T1 _x;T2 _y;
};

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全特化

全特化即是將模板參數列表中所有的參數都確定化。

這里對 test<int,double> 版本特化。

template<>
class test<int, double>
{
public:test(){cout << "test<int, double>" << endl;}private:int _x;double _y;
};int main()
{test<double, double> t1;test<int, double> t2;
}

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偏特化

偏特化即是任何針對模版參數進一步進行條件限制設計的特化版本。

偏特化有兩種表現方式：一種是部分參數特化，一種是參數修飾特化。

部分參數特化

這里對第二個參數特化，只要第二個參數是 double 就會調用對應特化版本。

template<class T1>
class test<T1, double>
{
public:test(){cout << "test<T1, double>" << endl;}private:T1 _x;double _y;
};int main()
{test<double, double> t1;test<int, double> t2;test<float, double> t3;test<double, int> t4;
}

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參數修飾特化

比如用指針或者引用來修飾類型，也可以進行特化。

template<class T1, class T2>
class test<T1*, T2*>
{
public:test(){cout << "test<T1*, T2*>" << endl;}private:T1* _x;T2* _y;
};int main()
{test<double, int> t1;test<int*, double*> t2;test<float*, double*> t3;test<char*, double> t4;
}	

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模板分離編譯

對于一個代碼量比較多的項目，通常都會采用聲明與定義分離的方法，比如在頭文件進行聲明，在源文件完成代碼的實現，最后通過鏈接的方法鏈接成單一的可執行文件。但是 C++ 的編譯器卻不支持模板的分離編譯，一旦進行分離編譯，就會出現鏈接錯誤。

//頭文件a.h
template<class T>
bool IsEqual(const T& str1, const T& str2);-------------
//源文件a.cpp
template<class T>
bool IsEqual(const T& str1, const T& str2)
{return str1 == str2;
}
--------------
//test.c
#include<iostream>
#include"a.h"
using namespace std;int main()
{cout << IsEqual(3, 5);cout << IsEqual('a', 'b');
}

這里看上去是沒有問題的，但是涉及到了模板的實例化規則。

首先，一個編譯單元是指一個 .cpp 文件以及它所 #include 的所有 .h 文件，.h 文件里的代碼將會被擴展到包含它的 .cpp 文件里，然后編譯器編譯該 .cpp 文件為一個 .obj 文件（假定我們的平臺是 win32 ，Linux 則是 .o 文件），后者擁有 PE（Portable Executable，即windows可執行文件） 文件格式，并且本身包含的就已經是二進制碼，但是不一定能夠執行，因為并不保證其中一定有 main函數 。當編譯器將一個工程里的所有 .cpp 文件以分離的方式編譯完畢后，再由連接器（linker）進行連接成為一個 .exe （Linux 為 .out）文件。

那么來看上面的代碼，

• test.c 和 a.cpp 被編譯器編譯成 test.obj 和 a.obj 。
• 當編譯器處理主函數調用 IsEqual 的時，這是第一次使用模板，會進行實例化，而實例化需要模板的定義，但是在 test.c 中并沒有模板的定義，雖然在 test.obj 文件中頭文件 a.h 也被展開，但可惜的是 a.h 中只有模板的聲明 。
• 那么編譯器只能寄希望于連接器，希望它能夠在其他 .obj 里面找到 IsEqual 的實例，本題中連接器就是去 a.obj 中找實例，但問題在于，雖然 a.cpp 中有模板的定義，但并沒有使用過這個模板，因此 a.obj 中不存在 IsEqual 的實例。因此連接器只能返回一個連接錯誤。

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解決方法

這個問題其實沒有什么完美的解決方法

• 將聲明和定義放到同一個頭文件中。（導致頭文件代碼過于龐大）
• 模板定義的位置顯式實例化。（不實用）

這個問題劉未鵬大佬寫的非常好，可以學習一下他的博客

為什么C++編譯器不能支持對模板的分離式編譯