【c++指南】模板VS手写代码：这场效率对决你站哪边？【下】
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🚀 今天来学习非类型模板及特化的相关知识。
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目录
非类型模版参数
特化
函数模版特化
类模版特化
全特化
偏特化
模版分离编译
解决方案
总结
非类型模版参数
在 模版【上】章节中模版参数当作类型来处理，实际上模版参数还有非类型模版参数
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。
#define N 10templateclass myvector{public://...private:T _arr[N];int _capacity;};int main(){myvector v1;myvector v2;return 0;}在上面这段程序当中，N的大小是确定的，即如果要插入100个数据时，N是10是不够的，需要手动将N的大小进行修改；当要插入10个数据时，N是100又太多了，导致很多空间被浪费。因此槽点很多，如果使用非类型模版参数可以改善这种问题。
templateclass myvector{public://...private:T _arr[N];int _capacity;};此时N的大小我们可以自行决定，此时一个double类型的vector要开100个空间
myvector v;int类型的vector要开10个空间
myvector v;
实际上，在C++库中的array（数组）也是这样处理的，那它又和int array[N]有什么区别呢？
C语言中的int array对越界问题检查实际是不严格的。
C++中array对越界问题的检查。
需要注意的是
- 浮点数、类对象以及字符串是不允许作为非类型模板参数的。
- 非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果。
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。
templatebool Less(T left, T right){return left < right;}int main(){cout << Less(1, 2) << endl;Date d1(2025, 3, 1);Date d2(2025, 3, 2);cout << Less(d1, d2) << endl;return 0;}结合之前Date类实现，如上一段程序中，可以对日期类进行正确比较。但是也有一些情景是需要特殊处理的。
在上面这段程序当中，明显d3>d4的，运行结果为1才对。但运行几次后发现有两个结果，为什么会出现0这个现象呢？
此时我们进行调试观察d3和d4。
可以发现d4的内存地址是大于d3的内存地址，这也解决了我们的疑惑：这里的比较是指针地址的比较，因此需要引入特化或提供函数支持Date比较 。
函数模版特化
函数模板的特化步骤： 1. 必须要先有一个基础的函数模板 2. 关键字template后面接一对空的尖括号 3. 函数名后跟一对，中指定需要特化的类型 4. 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。 使用函数模版特化解决Date*按指针比较的方式。
//函数模版特化templatebool Less(Date* left, Date* right){return *left < *right;}普通函数同样可以解决问题，且这种方式简单明了，难道不是更香吗？
bool Less(Date* left, Date* right){return *left < *right;}我们再来看看传右值的情况（右值指的是匿名对象、常量等）
templatebool Less(const T& left, const T& right) //传右值-->左值引用右值要加const{return left < right;}//特化templatebool Less(Date* const & left, Date* const & right) //const修饰本身{return *left < *right;}int main(){cout << Less(new Date(2025, 3, 1), new Date(2025, 2, 28)) << endl;return 0;}再针对右值的情况下，左值引用要引用右值就必须+const修饰，那在特化的时候，也需要进行对应修改。可以看到，模版函数特化在上面这段程序中显得特别坨，再来看看普通函数的实现。
bool Less(Date* const & left, Date* const & right) //const修饰本身{return *left < *right;}因此，为了提高代码的可读性，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。这样看特化好像无用武之地，别着急我们继续往下看。
类模版特化
全特化
全特化即是将模板参数列表中所有的参数都确定化。
templateclass Date{public:Date(){cout << \"Date\" << endl;}};templateclass Date{public:Date(){cout << \"Date\" << endl;}};templateclass Date{public:Date() {cout << \"Date\" << endl;}};偏特化
偏特化：任何针对模版参数进一步进行条件限制设计的特化版本。 部分模版参数特化
templateclass Date{public:Date(){cout << \"Date\" << endl;}};参数更进一步的限制
templateclass Date{public:Date(){cout << \"Date\" << endl;}};templateclass Date{public:Date(){cout << \"Date\" << endl;}};类模版特化的场景
针对日期进行排序
// 对Less类模板按照指针方式特化templatestruct Less{ bool operator()(Date* x, Date* y) const { return *x < *y; }};模版分离编译
为什么在 模版【上】章节说到不建议模版声明与定义分离呢？这里做下解释。
分离编译：一个程序（项目）由若干个源文件共同实现，而每个源文件单独编译生成目标文件，最后将所有目标文件链接起来形成单一的可执行文件的过程。
我们知道C/C++程序运行一般要经历以下步骤：
- 预处理 --> 展开头文件、宏替换、条件编译、去掉注释等；
- 编译 --> 检查语法、生成汇编代码；
- 汇编 --> 将汇编代码转成二进制机器码；
- 链接 --> 合成可执行程序，链接函数地址等；
运行时链接出现了报错，我们来具体分析下原因在哪。
解决方案
- 显示实例化（但是不建议如果有多个类型）
func2(1);func2(200.1);- 不做声明和定义分离（避开找地址，在声明处直接有地址了）
总结
优点远大于缺点
【优点】 1. 模板复用了代码，节省资源，更快的迭代开发，C++的标准模板库(STL)因此而产生 2. 增强了代码的灵活性 【缺陷】 1. 模板会导致代码膨胀问题，也会导致编译时间变长 2. 出现模板编译错误时，错误信息非常凌乱，不易定位错误
