模板函数和模板类的特例化

「引入原因」

编写单一的模板,它能适应多种类型的需求,使每种类型都具有相同的功能,但对于某种特定类型,如果要实现其特有的功能,单一模板就无法做到,这时就需要模板特例化

「定义」对单一模板提供的一个特殊实例,它将一个或多个模板参数绑定到特定的类型或值上

(1)模板函数特例化

必须为原函数模板的每个模板参数都提供实参,且使用关键字template后跟一个空尖括号对<>,表明将原模板的所有模板参数提供实参,举例如下:

template<typename T> //模板函数
int compare(const T &v1,const T &v2)
{
    if(v1 > v2) return -1;
    if(v2 > v1) return 1;
    return 0;
}
//模板特例化,满足针对字符串特定的比较,要提供所有实参,这里只有一个T
template<> 
int compare(const char* const &v1,const char* const &v2)
{
    return strcmp(p1,p2);
}

「本质」特例化的本质是实例化一个模板,而非重载它。特例化不影响参数匹配。参数匹配都以最佳匹配为原则。例如,此处如果是compare(3,5),则调用普通的模板,若为compare(“hi”,”haha”)则调用特例化版本(因为这个cosnt char*相对于T,更匹配实参类型),注意二者函数体的语句不一样了,实现不同功能。

「注意」模板及其特例化版本应该声明在同一个头文件中,且所有同名模板的声明应该放在前面,后面放特例化版本。

(2)类模板特例化

原理类似函数模板,不过在类中,我们可以对模板进行特例化,也可以对类进行部分特例化。对类进行特例化时,仍然用template<>表示是一个特例化版本,例如:

template<>
class hash<sales_data>
{
    size_t operator()(sales_data& s);
    //里面所有T都换成特例化类型版本sales_data
    //按照最佳匹配原则,若T != sales_data,就用普通类模板,否则,就使用含有特定功能的特例化版本。
};

「类模板的部分特例化」

不必为所有模板参数提供实参,可以指定一部分而非所有模板参数,一个类模板的部分特例化本身仍是一个模板,使用它时还必须为其特例化版本中未指定的模板参数提供实参(特例化时类名一定要和原来的模板相同,只是参数类型不同,按最佳匹配原则,哪个最匹配,就用相应的模板)

「特例化类中的部分成员」

可以特例化类中的部分成员函数而不是整个类,举个例子:

template<typename T>
class Foo
{
    void Bar();
    void Barst(T a)();
};

template<>
void Foo<int>::Bar()
{
    //进行int类型的特例化处理
    cout << "我是int型特例化" << endl;
}

Foo<string> fs;
Foo<int> fi;//使用特例化
fs.Bar();//使用的是普通模板,即Foo<string>::Bar()
fi.Bar();//特例化版本,执行Foo<int>::Bar()
//Foo<string>::Bar()和Foo<int>::Bar()功能不同