C 中模板特化的概念

2021-06-23 01:09:57 字數 2289 閱讀 8216

1. 模板的特化

c++中經常為了避免重複的編碼而需要使用到模板,這是c++泛型程式設計不可或缺的利器。然而通常又有一些特殊的情況,不能直接使用泛型模板展開實現,這時就需要針對某個特殊的型別或者是某一類特殊的型別,而實現乙個特例模板————即模板特化。通常會使用到模板特化的有(應該也只能有)類模板和函式模板。

a. 類模板特化

在已有類模板

template

class stack ;

定義時,可能考慮到一些特定的型別t,資料的儲存可能和通用模板不一樣,因而可以像如下定義乙個特例化模板:

template < >

class stack;

b. 函式模板的特化

template

t max(const t t1, const t t2)

如上已有的模板定義可能在針對乙個指標型別的引數時,工作將可能會不正常,具體到字串指標型別時,可能就需要下面的特例化模板定義:

template < >

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

這樣才能使max("aaa", "bbb");的呼叫更如人意(通常沒有人想比較兩個常量字串儲存的位址的大小)。

2. 模板的偏特化

模板的偏特化是指需要根據模板的部分引數進行特化。

a. 類模板的偏特化

例如c++標準庫中的類vector的定義

template

class vector ;

template

class vector;

這個偏特化的例子中,乙個引數被繫結到bool型別,而另乙個引數仍需要由使用者使用時指定。

b. 函式模板的偏特化

網上看到有人說:從嚴格意義上講,函式模板並不支援偏特化(我對這個不是很理解),但由於可以對函式進行過載,所以可以達到類似於類模板偏特化的效果。

比如:a) template void f(t);   

根據過載規則,對a)進行過載

b) template < class t> void f(t*);   

如果將a)稱為基模板,那麼b)稱為對基模板a)的過載,而非對a)的偏特化。

3. 模板特化時的匹配規則

(1) 類模板的匹配規則

最優化的優於次特化的,即模板引數最精確匹配的具有最高的優先權

例如:template class vector; // (a) 普通型

template class vector; // (b) 對指標型別特化

template <>    class vector ; // (c) 對void*進行特化

每個型別都可以用作普通型(a)的引數,但只有指標型別才能用作(b)的引數,而只有void*才能作為(c)的引數

(2) 函式模板的匹配規則

非模板函式具有最高的優先權。如果不存在匹配的非模板函式的話,那麼最匹配的和最特化的函式具有高優先權。

比如有如下模板:

template

void func1(t t)

現在就有了如下兩個函式

func1(a); //這個利用第乙個模板代入

func1(a*);//這個利用第二個模板代入

現在編譯器把這兩個反向,把a**第二個模板,把a*代入第乙個模板,顯然第乙個模板函式是可以接受指標型別的,讓t為a*就可以了;

但是第二個模板函式不能接收a,因為它的引數必須是乙個指標。由此編譯器知道第乙個函式模板比第二個函式模板更加泛化,也就是說第二個函式模板比第乙個函式模板更加特化。

好像在《c++ primer》中有類似如下的描述:

c++中,函式模板與同名的非模板函式過載時,應遵循下列呼叫原則:

a. 尋找乙個引數完全匹配的函式,若找到就呼叫它。若引數完全匹配的函式多於乙個,則這個呼叫是乙個錯誤的呼叫。

b. 尋找乙個函式模板,若找到就將其實例化生成乙個匹配的模板函式並呼叫它。

c. 若上面兩條都失敗,則使用函式過載的方法,通過型別轉換產生引數匹配,若找到就呼叫它。

d. 若上面三條都失敗,還沒有找都匹配的函式,則這個呼叫是乙個錯誤的呼叫。

總結:

1. 模板的特化是在已有的通用模板不再適用於一些特殊的型別引數時,而針對這些特殊的型別引數專門實現的模板。

2. 模板的偏特化是指需要根據模板的部分引數進行特化。

3. 函式呼叫匹配的規則是:先精確匹配型別引數,然後匹配函式模板,最後通過引數隱式型別轉換進行匹配。

C 模板 模板特化 模板偏特化

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