模板特化和偏特化

 C++中的模板分为类模板和函数模板，.模板的特化

关于特化和偏特化



(
1
) 类模板特化



有时为了需要,针对特定的类型,需要对模板进行特化,也就是特殊处理.例如,stack类模板针对bool类型,因为实际上bool类型只需要一个二进制位，就可以对其进行存储,使用一个字或者一个字节都是浪费存储空间的.

template 

<
class
 T
>





class
 stack {};



template 

<
 
>





class
 stack
<
bool
>
 { 
//
…
//
 };






上述定义中template 

<
 
>
告诉编译器这是一个特化的模板。
并且在声明特化模板之前一定要有非特化的声明！并且两个类的名字是一样的！




(
2
) 函数模板的特化



看下面的例子



main()



{



   
int
 highest 
=
 mymax(
5
,
10
);



   
char
 c 
=
 mymax(‘a’, ’z’);



   
const
 
char
*
 p1 
=
 “hello”;



   
const
 
char
*
 p2 
=
 “world”;



   
const
 
char
*
 p 
=
 mymax(p1,p2);



}



前面两个mymax都能返回正确的结果.而第三个却不能,因为,此时mymax直接比较两个指针p1 和 p2 而不是其指向的内容.



针对这种情况,当mymax函数的参数类型为const
 
char
*
 时,需要特化。



template 

<
class
 T
>




T mymax(
const
 T t1, 
const
 T t2)



{



    
return
 t1 
<
 t2 
?
 t2 : t1;



}





template 

<>





const
 
char
*
 mymax(
const
 
char
*
 t1,
const
 
char
*
 t2)



{



    
return
 (strcmp(t1,t2) 
<
 
0
) 
?
 t2 : t1;



}



现在mymax(p1,p2)能够返回正确的结果了。




4
.模板的偏特化



模板的偏特化是指需要根据模板的某些但不是全部的参数进行特化



(
1
) 类模板的偏特化



例如c
++
标准库中的类vector的定义



template 

<
class
 T, 
class
 Allocator
>





class
 vector { 
//
 … 
//
 };





template 

<
class
 Allocator
>





class
 vector
<
bool
, Allocator
>
 { 
//
…
//
};





这个偏特化的例子中，一个参数被绑定到bool类型，而另一个参数仍未绑定需要由用户指定。



(
2
) 函数模板的偏特化



   严格的来说，函数模板并不支持偏特化，但由于可以对函数进行重载，所以可以达到类似于类模板偏特化的效果。



   template 

<
class
 T
>
 
void
 f(T);   (a)



   根据重载规则，对（a）进行重载



   template 

<
 
class
 T
>
 
void
 f(T
*
);   (b)



   如果将（a）称为基模板，那么（b）称为对基模板（a）的重载，而非对（a）的偏特化。C
++
的标准委员会仍在对下一个版本中是否允许函数模板的偏特化进行讨论。




5
.模板特化时的匹配规则



(
1
) 类模板的匹配规则



最优化的优于次特化的，即模板参数最精确匹配的具有最高的优先权



例子：



template 

<
class
 T
>
 
class
 vector{
//
…
//
}; 
//
 (a)   普通型





template 

<
class
 T
>
 
class
 vector
<
T
*>
{
//
…
//
};
   
//
 (b) 对指针类型特化





template 

<>
    
class
 vector 
<
void
*>
{
//
…
//
};
   
//
 (c) 对void*进行特化





每个类型都可以用作普通型（a）的参数，但只有指针类型才能用作（b）的参数，而只有void
*
才能作为(c)的参数



(
2
) 函数模板的匹配规则



非模板函数具有最高的优先权。如果不存在匹配的非模板函数的话，那么最匹配的和最特化的函数具有高优先权



例子：



template 

<
class
 T
>
 
void
 f(T);   
//
 (d)





template 

<
class
 T
>
 
void
 f(
int
, T, 
double
); 
//
 (e)





template 

<
class
 T
>
 
void
 f(T
*
);   
//
 (f)





template 

<>
 
void
 f
<
int
>
 (
int
) ; 
//
 (g)






void
 f(
double
);   
//
 (h)






bool
 b;




int
 i;




double
 d;



f(b); 
//
 以 T = bool 调用 （d）





f(i,
42
,d) 
//
 以 T = int 调用（e）





f(
&
i) ; 
//
 以 T = int* 调用（f）





f(d);   
//
   调用（h）