C++ Template应用详解分享！

 当我们要定义模板的不同实现，我们可以使用模板的专门化。例如我们定义的stack类模板，如果是char*类型的栈，我们希望可以复制char的所有数据到stack类中，因为只是保存char指针，char指针指向的内存有可能会失效，stack弹出的堆栈元素char指针，指向的内存可能已经无效了。还有我们定义的swap函数模板，在vector或者list等容器类型时，如果容器保存的对象很大，会占用大量内存，性能下降，因为要产生一个临时的大对象保存a，这些都需要模板的专门化才能解决。

函数模板专门化

假设我们swap函数要处理一个情况，我们有两个很多元素的vector<int>,在使用原来的swap函数，执行tmpT = t1要拷贝t1的全部元素，占用大量内存，造成性能下降，于是我们系统通过vector.swap函数解决这个问题,代码如下:

  //method.h  template<class T> void swap(T& t1, T& t2);    #include "method.cpp"  

  #include <vector>  using namespace std;  template<class T> void swap(T& t1, T& t2) {    T tmpT;    tmpT = t1;    t1 = t2;    t2 = tmpT;  }    template<> void swap(std::vector<int>& t1, std::vector<int>& t2) {    t1.swap(t2);  }  

template<>前缀表示这是一个专门化,描述时不用模板参数，使用示例如下:

  //main.cpp  #include <stdio.h>  #include <vector>  #include <string>  #include "method.h"  int main() {    using namespace std;    //模板方法     string str1 = "1", str2 = "2";    swap(str1, str2);    printf("str1:%s, str2:%sn", str1.c_str(), str2.c_str());         vector<int> v1, v2;    v1.push_back(1);    v2.push_back(2);    swap(v1, v2);    for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {      printf("v1[%d]:%dn", i, v1[i]);    }    for (int i = 0; i < v2.size(); i++) {      printf("v2[%d]:%dn", i, v2[i]);    }    return 0;  }    

vector<int>的swap代码还是比较局限，如果要用模板专门化解决所有vector的swap，该如何做呢，只需要把下面代码

  template<> void swap(std::vector<int>& t1, std::vector<int>& t2) {    t1.swap(t2);  }

改为

  template<class V> void swap(std::vector<V>& t1, std::vector<V>& t2) {    t1.swap(t2);  }

就可以了，其他代码不变。

类模板专门化

 请看下面compare代码:

  //compare.h  template <class T>   class compare   {   public:   bool equal(T t1, T t2)   {      return t1 == t2;   }  };

  #include <iostream>  #include "compare.h"   int main()   {   using namespace std;   char str1[] = "Hello";   char str2[] = "Hello";   compare<int> c1;   compare<char *> c2;     cout << c1.equal(1, 1) << endl;    //比较两个int类型的参数   cout << c2.equal(str1, str2) << endl;  //比较两个char *类型的参数   return 0;   }    

在比较两个整数，compare的equal方法是正确的，但是compare的模板参数是char*时，这个模板就不能工作了，于是修改如下:

  //compare.h  #include <string.h>  template <class T>   class compare   {   public:   bool equal(T t1, T t2)   {      return t1 == t2;   }  };        template<>class compare<char *>   {  public:    bool equal(char* t1, char* t2)    {      return strcmp(t1, t2) == 0;    }  };    

main.cpp文件不变，此代码可以正常工作。

模板类型转换

还记得我们自定义的Stack模板吗，在我们的程序中，假设我们定义了Shape和Circle类，代码如下:

  //shape.h  class Shape {    };  class Circle : public Shape {  };    

然后我们希望可以这么使用:

  //main.cpp  #include <stdio.h>  #include "stack.h"  #include "shape.h"  int main() {    Stack<Circle*> pcircleStack;    Stack<Shape*> pshapeStack;    pcircleStack.push(new Circle);    pshapeStack = pcircleStack;    return 0;  }

这里是无法编译的，因为Stack<Shape*>不是Stack<Circle*>的父类，然而我们却希望代码可以这么工作，那我们就要定义转换运算符了，Stack代码如下:

  //statck.h  template <class T> class Stack {    public:      Stack();      ~Stack();      void push(T t);      T pop();      bool isEmpty();      template<class T2> operator Stack<T2>();    private:      T *m_pT;          int m_maxSize;      int m_size;  };    #include "stack.cpp"  

  template <class T> Stack<T>::Stack(){    m_maxSize = 100;       m_size = 0;    m_pT = new T[m_maxSize];  }  template <class T> Stack<T>::~Stack() {    delete [] m_pT ;  }        template <class T> void Stack<T>::push(T t) {    m_size++;    m_pT[m_size - 1] = t;      }  template <class T> T Stack<T>::pop() {    T t = m_pT[m_size - 1];    m_size--;    return t;  }  template <class T> bool Stack<T>::isEmpty() {    return m_size == 0;  }    template <class T> template <class T2> Stack<T>::operator Stack<T2>() {    Stack<T2> StackT2;    for (int i = 0; i < m_size; i++) {      StackT2.push((T2)m_pT[m_size - 1]);    }    return StackT2;  }  

  //main.cpp  #include <stdio.h>  #include "stack.h"  #include "shape.h"  int main() {    Stack<Circle*> pcircleStack;    Stack<Shape*> pshapeStack;    pcircleStack.push(new Circle);    pshapeStack = pcircleStack;    return 0;  }

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