C++ 模板元编程系列专题 3：模板偏特化

1、模板 + 全特化
模板，代表了一种泛化的语义。显然，既然有泛化语义，就应当有特化语义。特化，使得我们能为某些特定的类型专门提供一份特殊实现，以达到某些目的。特化分为全特化与偏特化。所谓全特化，即一个“披着空空如也的template <>的普通函数或类”

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <string>
#include <random>
#include <chrono>
#include <any>

// 标准函数模板
template <typename T>
void Plus(T lv, T rv) {
    std::cout << (lv + rv) << "\n";
}

// 全特化版本：当 T 为 int 时，将优先使用此定义
template <>  
void Plus(int lv, int rv) {
    std::cout << (lv * rv) << "\n";
}

int main() {
    Plus(1., 2.);  // 使用泛型版本，输出结果 3
    Plus(1, 2);    // 使用特化版本，输出结果 2
}

2、模板 + 偏特化
偏特化又是什么呢？除了全特化以外的特化，都称为偏特化。从写法上来看，template关键词之后的“<>”不能为空，否则就是全特化。

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <string>
#include <random>
#include <chrono>
#include <any>

// 泛化版本
template <typename T, typename U>
class Entity {
public:
    void Add(T lv, U lr) {
        std::cout << (lv + lr) << "\n";
    }
};


// 偏特化版本1：仅当两个类型一样的时候，才会且一定会使用此版本
template <typename T>
class Entity <T, T> {
public:
    void Add(T lv, T lr) {
        std::cout << (lv + lr) << "\n";
    }
};


// 偏特化版本2：仅当两个类型都是指针的时候，才会且一定会使用此版本
template <typename T, typename U>
class Entity <T*, U*> {
public:
    void Add(T* plv, U* prv) {
        std::cout << (*plv + *prv) << "\n";
    }
};

int main() {
    Entity<int, int>().Add(1, 2);  // 输出结果 3
    Entity<int, long>().Add(2, 3.0);  // 输出结果 5
    int a = 10;
    long b = 20;
    Entity<int*, long*>().Add(&a, &b);  // 输出结果 30
}

函数模板不是函数，而是一个可以生成函数的语法组分；同理，类模板也不是类，而是一个可以生成类的语法组分。我们称通过函数模板生成函数，或通过类模板生成类的过程为模板实例化。