C++模板全特化、偏特化

浅浅的花香味﹌ 2022-06-14 04:45 194阅读 0赞

## 1. C++模板 ##

大家都对C++的模板编程应该都能很熟练使用了，下面就是一段很简单不过的例子了

//模板函数
    template<typename T, class N> void func(T num1, N num2)
    {
        cout << "num1:" << num1 << ", num2:" << num2 <<endl;
    }
    
    //模板类
    template<typename T, class N> class Test_Class
    {
        static bool comp(T num1, N num2)
        {
            return (num1<num2)?true:false;
        }
    };

## 2. C++模板全特化 ##

特化其实就是特殊化的意思，在模板类里，所有的类型都是模板（template<class T>），而一旦我们将所有的模板类型T都明确化，并且写了一个类名与主模板类名相同的类，那么这个类就叫做全特化类。C++模板全特化之后已经失去了Template的属性了。

示例

//模板函数
    template<typename T, class N> void func(T num1, N num2)
    {
        //cout << "num1:" << num1 << ", num2:" << num2 <<endl;
    }
    
    //模板类
    template<typename T, class N> class Test_Class
    {
    public:
        static bool comp(T num1, N num2)
        {
            return (num1<num2)?true:false;
        }
    };
    
    //全特化，模板函数
    template<> void func(int num1, double num2)
    {
        cout << "num1:" << num1 << ", num2:" << num2 <<endl;
    }
    
    //全特化，模板类
    template<> class Test_Class<int, double>
    {
    public:
        static bool comp(int num1, double num2)
        {
            return (num1<num2)?true:false;
        }
    };

调用

func<int, double>(1, 2.0);
    Test_Class<int, double>::comp(1, 2.0);

**注意：一个模板被称为全特化的条件：1.必须有一个主模板类  2.模板类型被全部明确化**

## 3. C++模板偏特化 ##

上面对主版本模板和全特化进行了定义，那么偏特化就是介于二者之间的模板，它的模板名与主版本模板名相同，但是它的模板型中，有被明确化的部分和没有被明确化的部分。

示例

//模板函数
    template<typename T, class N> void func(T num1, N num2)
    {
        //cout << "num1:" << num1 << ", num2:" << num2 <<endl;
    }
    
    //模板类
    template<typename T, class N> class Test_Class
    {
    public:
        static bool comp(T num1, N num2)
        {
            return (num1<num2)?true:false;
        }
    };
    
    //偏特化，模板函数
    template<class N> void func(int num1, N num2)
    {
        cout << "num1:" << num1 << ", num2:" << num2 <<endl;
    }
    
    //偏特化，模板类
    template<class N> class Test_Class<int, N>
    {
    public:
        static bool comp(int num1, double num2)
        {
            return (num1<num2)?true:false;
        }
    };

调用

func<int, double>(1, 2.0);
    Test_Class<int, double>::comp(1, 2.0);

**注意：偏特化的条件：1.必须有一个主模板   2.模板类型被部分明确化**

## 4. 模板类调用优先级 ##

对主版本模板类、全特化类、偏特化类的调用优先级从高到低进行排序是：**全特化类>偏特化类>主版本模板类**。这样的优先级顺序对性能也是最好的。

但是模板特化并不只是为了性能优化，更多是为了让模板函数能够正常工作，最典型的例子就是STL中的iterator\_traits。algorithm中大多数算法通过iterator对象来处理数据，但是同时允许以指针代替iterator对象，这是为了支持C-Style Array。如果直接操作iterator，那么为了支持指针类型，每个函数都需要进行重载，因为指针没有::value\_type类型。为了解决这个问题，STL使用了iterator\_traits，并为指针类型进行转化，算法通过它来操作iterator，不需要知道实际操作的是iterator对象还是指针。

template<typename IteratorClass> class iterator_traits
    ...
    template<typename ValueType> class iterator_traits<ValueType*>
    ...
    template<typename ValueType> class iterator_traits<ValueType const*>
    ...

后面两是针对指针类型的偏特化，也是偏特化的一种常见形式。