模板顯式 隱式例項化和(偏)特化 具體化的詳細分析

2021-06-25 19:51:01 字數 3171 閱讀 9787

最近看了看到了模板的特化,突然想起來上說的顯式具體化、隱式具體化、特化、偏特化、具體化等概念弄得頭暈腦脹,我在網上了找了好多帖子,才把概念給理清楚。

一下是我把再網上找的資料整理一下。

看著這麼多叫法,其實就是三種。

1. 顯示例項化

2. 隱式例項化

3. 特化(=具體化)、偏特化

一、例項化

1.顯示、隱式例項化

什麼是例項化:乙個通過使用具體值替換模板引數,從模板產生的普通類,函式或者成員函式的過程。

顯示例項化:通過名字可見,就是清楚的表明你要例項化的型別

隱式例項化:通過編譯器自己推測判斷要例項化的型別。

比如乙個模板:

template

<

class

t> 

//函式模板實現

void

swap(t &a, t &b)    

a. 顯示例項化

template  void swap();  // 無須給該函式重新編寫函式體,這只是個宣告

為什麼要顯示例項化? 

主要是提高效率,當顯式例項化模板時,在使用模板之前,編譯器根據顯式例項化指定的型別生成模板例項,這樣就相當於本程式裡面有個一

void

swap(

int&a, 

int&b)    

這樣的話,每次需要呼叫 swap(a,b)的時候每次都重新生成該型別的**,可以節省空間,也能提高效率。這就是為什麼要是顯式的例項化的原因。

b. 隱式例項化

隱式例項化指的是:在使用模板之前,編譯器不生成模板的宣告和定義例項。只有當使用模板時,編譯器才根據模板定義生成相應型別的例項。

int i=0, j=1;

swap(i, j); //編譯器根據引數i,j的型別隱式地生成swap(int &a, int &b)的函式定義。

隱式例項化就是程式設計師為了省事,把型別省略讓編譯器判斷,這是乙個偷懶的表現吧。

二、特化

1.  特化(=具體化)

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

當t如果為 乙個 struct型別的,它的交換就無法進行,所以我們針對這種特殊的情形,我們專門寫了乙個函式,只有當t為 這種struct型別時候,才會呼叫這個特化的函式

//對函式

#define maxname 128

struct

job  

;  template

<

class

t>  

void

swap(t &a, t &b )  

;  template

void

swap<

int>(

int&a, 

int& b);  

//顯式例項化,只需宣告

template

<> 

void

swap(job &a, job &b)   

//顯式具體化(上面已經講過,注意與例項化區分開,必須有定義)

;//explicite specialization.

//對類模板:

template

<

class

t>  

class

arrary  

;//template class declaration.

template

class

array<

int>;   

//explicit instantiation. 顯式例項化

template

<> 

class

array

;//expicit specialization.   顯式具體化,類定義體可以不同於類模板array

2. 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

t, class

allocator>  

class

vector ;

template

<

class

allocator>  

class

vector<

bool

, allocator> ;

//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。

這裡我就不深入的剖析偏特化了。

三、模板的匹配順序

1. 類模板的匹配規則

例如:template class vector; // (a) 普通型

template class vector; // (b) 的顯式例項化

template class vector; // (c) 對指標型別特化

template <> class vector ; // (d) 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

所以,當乙個呼叫乙個模板類,首先,找顯式例項化的,如果不匹配;接著,找特化的,然後,找偏特化的,最後,根據模板隱式例項化

2.函式模板的匹配規則

例如:void swap(int &a, int &b){} // 普通的函式

template<> swap(int &a, int &b){} // 特化的模板函式

template void swap(int &a, int &b); // 顯式例項化,這個只用宣告就行

templatevoid swap(t &a, t &b){} // 模板

以上書寫的順序就是模板的呼叫順序。

模板顯式 隱式例項化和(偏)特化 具體化的詳細分析

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