说起C++的模板及模板特化, 相信很多人都很熟悉 ,但是说到模板特化的几种类型,相信了解的人就不是很多。我这里归纳了针对一个模板参数的类模板特化的几种类型, 一是特化为绝对类型; 二是特化为引用,指针类型;三是特化为另外一个类模板。
这里用一个简单的例子来说明这三种情况:


// 
 general version
 

 template
 <
 class 
 T
 >
 

 class 
 Compare
 {

 public
 :

 static 
 bool 
 IsEqual(
 const 
 T
 & 
 lh, 
 const 
 T
 & 
 rh)
 {

 return 
 lh 
 == 
 rh;
 }
 };


这是一个用于比较的类模板,里面可以有多种用于比较的函数, 以IsEqual为例。

一、特化为绝对类型也就是说直接为某个特定类型做特化,这是我们最常见的一种特化方式, 如特化为float, double等


// 
 specialize for float
 

 template
 <>
 

 class 
 Compare
 <
 float
 >
 
 {

 public
 :

 static 
 bool 
 IsEqual(
 const 
 float
 & 
 lh, 
 const 
 float
 & 
 rh)
 {

 return 
 abs(lh 
 - 
 rh) 
 < 
 10e
 -
 3
 ;
 }
 };


 // 
 specialize for double
 

 template
 <>
 

 class 
 Compare
 <
 double
 >
 
 {

 public
 :

 static 
 bool 
 IsEqual(
 const 
 double
 & 
 lh, 
 const 
 double
 & 
 rh)
 {

 return 
 abs(lh 
 - 
 rh) 
 < 
 10e
 -
 6
 ;
 }
 };




二、特化为引用,指针类型这种特化我最初是在stl源码的的iterator_traits特化中发现的, 如下:


template 
 <
 class 
 _Iterator
 >
 

 struct 
 iterator_traits {
 typedef typename _Iterator::iterator_category iterator_category;
 typedef typename _Iterator::value_type value_type;
 typedef typename _Iterator::difference_type difference_type;
 typedef typename _Iterator::pointer pointer;
 typedef typename _Iterator::reference reference;
 };


 // 
 specialize for _Tp*
 

 template 
 <
 class 
 _Tp
 >
 

 struct 
 iterator_traits
 <
 _Tp
 *> 
 {
 typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
 typedef _Tp value_type;
 typedef ptrdiff_t difference_type;
 typedef _Tp
 * 
 pointer;
 typedef _Tp
 & 
 reference;
 };


 // 
 specialize for const _Tp*
 

 template 
 <
 class 
 _Tp
 >
 

 struct 
 iterator_traits
 <
 const 
 _Tp
 *> 
 {
 typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
 typedef _Tp value_type;
 typedef ptrdiff_t difference_type;
 typedef 
 const 
 _Tp
 * 
 pointer;
 typedef 
 const 
 _Tp
 & 
 reference;
 };

当然,除了T*, 我们也可以将T特化为 const T*, T&, const T&等,以下还是以T*为例:


// 
 specialize for T*
 

 template
 <
 class 
 T
 >
 

 class 
 Compare
 <
 T
 *>
 
 {

 public
 :

 static 
 bool 
 IsEqual(
 const 
 T
 * 
 lh, 
 const 
 T
 * 
 rh)
 {

 return 
 Compare
 <
 T
 >
 ::IsEqual(
 *
 lh, 
 *
 rh);
 }
 };


这种特化其实是就不是一种绝对的特化, 它只是对类型做了某些限定,但仍然保留了其一定的模板性,这种特化给我们提供了极大的方便, 如这里, 我们就不需要对int*, float*, double*等等类型分别做特化了。

三、特化为另外一个类模板

这其实是第二种方式的扩展,其实也是对类型做了某种限定,而不是绝对化为某个具体类型,如下:

// 
 specialize for vector<T>
 

 template
 <
 class 
 T
 >
 

 class 
 Compare
 <
 vector
 <
 T
 > 
 >
 
 {

 public
 :

 static 
 bool 
 IsEqual(
 const 
 vector
 <
 T
 >& 
 lh, 
 const 
 vector
 <
 T
 >& 
 rh)
 {

 if
 (lh.size() 
 != 
 rh.size()) 
 return 
 false
 ;

 else
 
 {

 for
 (
 int 
 i 
 = 
 0
 ; i 
 < 
 lh.size(); 
 ++
 i)
 {

 if
 (lh[i] 
 != 
 rh[i]) 
 return 
 false
 ;
 }
 }

 return 
 true
 ;
 }
 };



这就把IsEqual的参数限定为一种vector类型, 但具体是vector<int>还是vector<float>, 我们可以不关心, 因为对于这两种类型,我们的处理方式是一样的,我们可以把这种方式称为“半特化”。

当然, 我们可以将其“半特化”为任何我们自定义的模板类类型:


// 
 specialize for any template class type
 

 template 
 <
 class 
 T1
 > 
 

 struct 
 SpecializedType
 {
 T1 x1;
 T1 x2;
 };
 template 
 <
 class 
 T
 >
 

 class 
 Compare
 <
 SpecializedType
 <
 T
 > 
 >
 
 {

 public
 :

 static 
 bool 
 IsEqual(
 const 
 SpecializedType
 <
 T
 >& 
 lh, 
 const 
 SpecializedType
 <
 T
 >& 
 rh)
 {

 return 
 Compare
 <
 T
 >
 ::IsEqual(lh.x1 
 + 
 lh.x2, rh.x1 
 + 
 rh.x2);
 }
 };



这就是三种类型的模板特化, 我们可以这么使用这个Compare类:

// 
 int
 

 int 
 i1 
 = 
 10
 ;

 int 
 i2 
 = 
 10
 ;

 bool 
 r1 
 = 
 Compare
 <
 int
 >
 ::IsEqual(i1, i2);


 // 
 float
 

 float 
 f1 
 = 
 10
 ;

 float 
 f2 
 = 
 10
 ;

 bool 
 r2 
 = 
 Compare
 <
 float
 >
 ::IsEqual(f1, f2);


 // 
 double
 

 double 
 d1 
 = 
 10
 ;

 double 
 d2 
 = 
 10
 ;

 bool 
 r3 
 = 
 Compare
 <
 double
 >
 ::IsEqual(d1, d2);


 // 
 pointer
 

 int
 * 
 p1 
 = 
 &
 i1;

 int
 * 
 p2 
 = 
 &
 i2;

 bool 
 r4 
 = 
 Compare
 <
 int
 *>
 ::IsEqual(p1, p2);


 // 
 vector<T>
 

 vector
 <
 int
 > 
 v1;
 v1.push_back(
 1
 );
 v1.push_back(
 2
 );

 vector
 <
 int
 > 
 v2;
 v2.push_back(
 1
 );
 v2.push_back(
 2
 );

 bool 
 r5 
 = 
 Compare
 <
 vector
 <
 int
 > 
 >
 ::IsEqual(v1, v2);


 // 
 custom template class 
 

 SpecializedType
 <
 float
 > 
 s1 
 = 
 {
 10.1f
 ,
 10.2f
 };
 SpecializedType
 <
 float
 > 
 s2 
 = 
 {
 10.3f
 ,
 10.0f
 };

 bool 
 r6 
 = 
 Compare
 <
 SpecializedType
 <
 float
 > 
 >
 ::IsEqual(s1, s2);