C++模板之特化与偏特化详解
前言
说到C++模板，这个已经不是什么新东西了，自己在实际开发中也用过；对于C++模板特化和偏特化，对于别人来说，已经不是什么新东西了，但是对于我来说，的确是我的盲区，那天在群里讨论这个问题，自己对于这部分确实没有掌握，又联想到在《STL源码剖析》一书中，对于此也是有着介绍。所以，今天就对此进行详细的总结，以备后忘。
C++模板
说到C++模板特化与偏特化，就不得不简要的先说说C++中的模板。我们都知道，强类型的程序设计迫使我们为逻辑结构相同而具体数据类型不同的对象编写模式一致的代码，而无法抽取其中的共性，这样显然不利于程序的扩充和维护。C++模板就应运而生。C++的模板提供了对逻辑结构相同的数据对象通用行为的定义。这些模板运算对象的类型不是实际的数据类型，而是一种参数化的类型。C++中的模板分为类模板和函数模板。
类模板如下：
#include <iostream>
using namespace std;
template <class T>
class TClass
{
public:
// TClass的成员函数
private:
T DateMember;
};
函数模板如下：
template <class T>
T Max(const T a, const T b)
{
return a > b ? a : b;
}
模板特化
有时为了需要，针对特定的类型，需要对模板进行特化，也就是所谓的特殊处理。比如有以下的一段代码：
#include <iostream>
using namespace std;
template <class T>
class TClass
{
public:
bool Equal(const T& arg, const T& arg1);
};
template <class T>
bool TClass<T>::Equal(const T& arg, const T& arg1)
{
return (arg == arg1);
}
int main()
{
TClass<int> obj;
cout<<obj.Equal(2, 2)<<endl;
cout<<obj.Equal(2, 4)<<endl;
}
类里面就包括一个Equal方法，用来比较两个参数是否相等；上面的代码运行没有任何问题；但是，你有没有想过，在实际开发中是万万不能这样写的，对于float类型或者double的参数，绝对不能直接使用“==”符号进行判断。所以，对于float或者double类型，我们需要进行特殊处理，处理如下：
#include <iostream>
using namespace std;
template <class T>
class Compare
{
public:
bool IsEqual(const T& arg, const T& arg1);
};
// 已经不具有template的意思了，已经明确为float了
template <>
class Compare<float>
{
public:
bool IsEqual(const float& arg, const float& arg1);
};
// 已经不具有template的意思了，已经明确为double了
template <>
class Compare<double>
{
public:
bool IsEqual(const double& arg, const double& arg1);
};
template <class T>
bool Compare<T>::IsEqual(const T& arg, const T& arg1)
{
cout<<"Call Compare<T>::IsEqual"<<endl;
return (arg == arg1);
}
bool Compare<float>::IsEqual(const float& arg, const float& arg1)
{
cout<<"Call Compare<float>::IsEqual"<<endl;
return (abs(arg - arg1) < 10e-3);
}
bool Compare<double>::IsEqual(const double& arg, const double& arg1)
{
cout<<"Call Compare<double>::IsEqual"<<endl;
return (abs(arg - arg1) < 10e-6);
}
int main()
{
Compare<int> obj;
Compare<float> obj1;
Compare<double> obj2;
cout<<obj.IsEqual(2, 2)<<endl;
cout<<obj1.IsEqual(2.003, 2.002)<<endl;
cout<<obj2.IsEqual(3.000002, 3.0000021)<<endl;
}
模板偏特化
上面对模板的特化进行了总结。那模板的偏特化呢？所谓的偏特化是指提供另一份template定义式，而其本身仍为templatized；也就是说，针对template参数更进一步的条件限制所设计出来的一个特化版本。这种偏特化的应用在STL中是随处可见的。比如：
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;
};
看了了么？这就是模板偏特化，与模板特化的区别在于，模板特化以后，实际上其本身已经不是templatized，而偏特化，仍然带有templatized。我们来看一个实际的例子：
#include <iostream>
using namespace std;
// 一般化设计
template <class T, class T1>
class TestClass
{
public:
TestClass()
{
cout<<"T, T1"<<endl;
}
};
// 针对普通指针的偏特化设计
template <class T, class T1>
class TestClass<T*, T1*>
{
public:
TestClass()
{
cout<<"T*, T1*"<<endl;
}
};
// 针对const指针的偏特化设计
template <class T, class T1>
class TestClass<const T*, T1*>
{
public:
TestClass()
{
cout<<"const T*, T1*"<<endl;
}
};
int main()
{
TestClass<int, char> obj;
TestClass<int *, char *> obj1;
TestClass<const int *, char *> obj2;
return 0;
}
对于输出结果，我这里就不写了，大家可以试一试。
特化与偏特化的调用顺序
对于模板、模板的特化和模板的偏特化都存在的情况下，编译器在编译阶段进行匹配时，是如何抉择的呢？从哲学的角度来说，应该先照顾最特殊的，然后才是次特殊的，最后才是最普通的。编译器进行抉择也是尊从的这个道理。从上面的例子中，我们也可以看的出来，这就就不再举例说明。
总结
对于模板的特化和偏特化，我的理解可能也不是很正确。希望大家和我进行探讨。我这里只是对自己的一些理解进行了总结。最后，也希望大家对我的博客提出中肯的建议。我坚信，分享使我们更进步。
相关文章
这篇文章主要为大家详细介绍了C语言实现俄罗斯方块，文中示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下2019-11-11
Qt图形图像开发之高性能曲线图模块QCustomplot库详细使用方法与实例(支持动、静曲线图)
这篇文章主要介绍了Qt图形图像开发之高性能曲线图模块QCustomplot库详细使用方法与实例(支持动、静曲线图),需要的朋友可以参考下2020-03-03
这篇文章主要介绍了C BlowFish对称加密算法详解,本篇文章通过简要的案例,讲解了该项技术的了解与使用,以下就是详细内容,需要的朋友可以参考下2021-08-08
这篇文章主要为大家详细介绍了C语言实现猜拳游戏，文中示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下2020-02-02
这篇文章主要为大家详细介绍了C++实现简单走迷宫的代码，利用回溯法求解，文中示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下2018-05-05
这篇文章主要为大家详细介绍了C语言实现拼图小游戏，文中示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下2020-03-03
C 数组允许定义可存储相同类型数据项的变量，结构是 C 编程中另一种用户自定义的可用的数据类型，它允许你存储不同类型的数据项，本篇让我们来了解C 的结构体内存对齐2022-07-07
这篇文章主要为大家介绍了Java C++题解leetcode915分割数组示例详解，有需要的朋友可以借鉴参考下，希望能够有所帮助，祝大家多多进步，早日升职加薪2022-11-11
在C语言中,一般情况下函数的返回值是通过函数中的return语句来实现的,每调用一次return语句只能从函数中返回一个值,这篇文章主要给大家介绍了关于C语言从函数栈帧角度理解return关键字的相关资料,需要的朋友可以参考下2021-09-09
本篇文章是对在C语言中解决不用+、-、×、÷数字运算符做加法的方法进行了详细的分析介绍，需要的朋友参考下2013-05-05
最新评论