C++类模板的三种特化（转）-优快云博客

By SmartPtr( http://www.cppblog.com/SmartPtr/)

说起C++的模板及模板特化，相信很多人都很熟悉，但是说到模板特化的几种类型，相信了解的人就不是很多。我这里归纳了针对一个模板参数的类模板特化的几种类型，一是特化为绝对类型；二是特化为引用，指针类型；三是特化为另外一个类模板。
这里用一个简单的例子来说明这三种情况：

// general version
template < class T >
class Compare
{
public :
     static bool IsEqual( const T & lh, const T & rh)
     {
         return lh == rh;
     }
};

这是一个用于比较的类模板，里面可以有多种用于比较的函数，以IsEqual为例。

一、特化为绝对类型
也就是说直接为某个特定类型做特化，这是我们最常见的一种特化方式，如特化为float, double等

// specialize for float
template <>
class Compare < float >
{
public :
     static bool IsEqual( const float & lh, const float & rh)
     {
         return abs(lh - rh) < 10e - 3 ;
     }
};

// specialize for double
template <>
class Compare < double >
{
public :
     static bool IsEqual( const double & lh, const double & rh)
     {
         return abs(lh - rh) < 10e - 6 ;
     }
};

二、特化为引用，指针类型
这种特化我最初是在stl源码的的iterator_traits特化中发现的，如下：

template < class _Iterator >
struct iterator_traits {
   typedef typename _Iterator::iterator_category iterator_category;
   typedef typename _Iterator::value_type         value_type;
   typedef typename _Iterator::difference_type    difference_type;
   typedef typename _Iterator::pointer            pointer;
   typedef typename _Iterator::reference          reference;
};

// specialize for _Tp*
template < class _Tp >
struct iterator_traits < _Tp *> {
   typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
   typedef _Tp                          value_type;
   typedef ptrdiff_t                    difference_type;
   typedef _Tp *                          pointer;
   typedef _Tp &                          reference;
};

// specialize for const _Tp*
template < class _Tp >
struct iterator_traits < const _Tp *> {
   typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
   typedef _Tp                          value_type;
   typedef ptrdiff_t                    difference_type;
   typedef const _Tp *                    pointer;
   typedef const _Tp &                    reference;
};

当然，除了T*, 我们也可以将T特化为 const T*, T&, const T&等，以下还是以T*为例：

// specialize for T*
template < class T >
class Compare < T *>
{
public :
     static bool IsEqual( const T * lh, const T * rh)
     {
         return Compare < T > ::IsEqual( * lh, * rh);
     }
};

这种特化其实是就不是一种绝对的特化，它只是对类型做了某些限定，但仍然保留了其一定的模板性，这种特化给我们提供了极大的方便，如这里，我们就不需要对int*, float*, double*等等类型分别做特化了。

三、特化为另外一个类模板

这其实是第二种方式的扩展，其实也是对类型做了某种限定，而不是绝对化为某个具体类型，如下：

// specialize for vector<T>
template < class T >
class Compare < vector < T > >
{
public :
     static bool IsEqual( const vector < T >& lh, const vector < T >& rh)
     {
         if (lh.size() != rh.size()) return false ;
         else
         {
             for ( int i = 0 ; i < lh.size(); ++ i)
             {
                 if (lh[i] != rh[i]) return false ;
             }
         }
         return true ;
     }
};

这就把IsEqual的参数限定为一种vector类型，但具体是vector<int>还是vector<float>，我们可以不关心，因为对于这两种类型，我们的处理方式是一样的，我们可以把这种方式称为“半特化”。

当然，我们可以将其“半特化”为任何我们自定义的模板类类型：

// specialize for any template class type
template < class T1 >
struct SpecializedType
{
     T1 x1;
     T1 x2;
};
template < class T >
class Compare < SpecializedType < T > >
{
public :
     static bool IsEqual( const SpecializedType < T >& lh, const SpecializedType < T >& rh)
     {
         return Compare < T > ::IsEqual(lh.x1 + lh.x2, rh.x1 + rh.x2);
     }
};

这就是三种类型的模板特化，我们可以这么使用这个Compare类：

    // int
     int i1 = 10 ;
     int i2 = 10 ;
     bool r1 = Compare < int > ::IsEqual(i1, i2);

     // float
     float f1 = 10 ;
     float f2 = 10 ;
     bool r2 = Compare < float > ::IsEqual(f1, f2);

     // double
     double d1 = 10 ;
     double d2 = 10 ;
     bool r3 = Compare < double > ::IsEqual(d1, d2);

     // pointer
     int * p1 = & i1;
     int * p2 = & i2;
     bool r4 = Compare < int *> ::IsEqual(p1, p2);

     // vector<T>
     vector < int > v1;
     v1.push_back( 1 );
     v1.push_back( 2 );

     vector < int > v2;
     v2.push_back( 1 );
     v2.push_back( 2 );
     bool r5 = Compare < vector < int > > ::IsEqual(v1, v2);

     // custom template class
     SpecializedType < float > s1 = { 10.1f , 10.2f };
     SpecializedType < float > s2 = { 10.3f , 10.0f };
     bool r6 = Compare < SpecializedType < float > > ::IsEqual(s1, s2);

注：感谢longshanks对于本文中"类模板"与"模板类"概念的澄清，已更正 (2007-7-16)