C++11中模板隐式实例化与显式实例化的定义详解分析

前言

在 C++ 中，模板是一种通用的代码方案，可以根据不同的数据类型生成对应的代码。模板主要被用于容器类，例如 vector、set 和 map 等STL中的模板类。C++11中引入了模板的新特性，即模板隐式实例化和显式实例化。

模板隐式实例化

模板隐式实例化是指在使用模板时自动生成模板代码的过程。代码示例如下：

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

int main() {
    int i1= 1;
    int i2= 2;
    swap(i1, i2);
    return 0;
}

在上面的示例中，我们定义了一个模板函数 swap，它接受两个参数。main 函数中，我们传递了两个整数参数 i1 和 i2，然后调用了 swap 函数，并将 i1 和 i2 作为参数传递。在编译时，编译器将自动生成 swap 函数的代码，将 int 类型的参数 i1 和 i2 作为模板参数。

模板显式实例化

在某些情况下，我们可能需要手动实例化一个模板函数或类，这种情况下可以使用模板显式实例化。示例如下：

template<typename T>
class Array {
public:
    Array(int size) : m_size(size), m_data(new T[size]()) { }
    T& operator[] (int index) { return m_data[index]; }
    int size() { return m_size; }
private:
    int m_size;
    T* m_data;
};

template class Array<int>;

在上述示例中，我们定义了一个模板类 Array，该类可以创建指定大小的数组。在主函数中，我们手动对 Array<int> 类进行了显式实例化。这将在编译时生成 Array<int> 类型的代码。我们可以使用模板显式实例化来避免每次使用 Array<int> 类时都要进行隐式实例化的操作，从而提高代码编译速度。

结论

在 C++ 中，模板是一种非常强大和灵活的编程工具。C++11中引入了模板的新特性，即模板隐式实例化和显式实例化。模板隐式实例化是在使用模板时自动生成模板代码的过程，而模板显式实例化是在需要手动实例化一个模板函数或类时使用的。通过合理地使用这些特性，我们可以更加高效地使用模板，提高代码的编译速度和运行效率。