C++函数模板特化，类模板特化

时间：2025-03-14 19:40:45

一、模版与特化的概念

1. 函数模版与类模版

C++中模板分为函数模板和类模板

  • 函数模板：是一种抽象函数定义，它代表一类同构函数。
  • 类模板：是一种更高层次的抽象的类定义。

2. 特化的概念

所谓特化，就是将泛型的东西搞得具体化一些，从字面上来解释，就是为已有的模板参数进行一些使其特殊化的指定，使得以前不受任何约束的模板参数，或受到特定的修饰（例如const或者摇身一变成为了指针之类的东东，甚至是经过别的模板类包装之后的模板类型）或完全被指定了下来。

二、 模板特化的分类

针对特化的对象不同，分为两类：函数模板的特化和类模板的特化

1. 函数模板的特化

当函数模板需要对某些类型进行特化处理，称为函数模板的特化。

2. 类模板的特化

当类模板内需要对某些类型进行特别处理时，使用类模板的特化。

3. 特化整体上分为全特化和偏特化

（1）全特化

就是模板中模板参数全被指定为确定的类型。

全特化也就是定义了一个全新的类型，全特化的类中的函数可以与模板类不一样。

（2）偏特化

就是模板中的模板参数没有被全部确定，需要编译器在编译时进行确定。

全特化的标志就是产生出完全确定的东西，而不是还需要在编译期间去搜寻适合的特化实现，貌似在我的这种理解下，全特化的 东西不论是类还是函数都有这样的特点

（3）两者的差别

模板函数只能全特化，没有偏特化（以后可能有）。

模板类是可以全特化和偏特化的。

全特化的标志：template <>然后是完全和模板类型没有一点关系的类实现或者函数定义
偏特化的标志：template

函数模版特化：目前的标准中，模板函数只能全特化，没有偏特化

至于为什么函数不能偏特化，似乎不是因为语言实现不了，而是因为偏特化的功能可以通过函数的重载完成。

三、示例代码

1. 函数模板的特化

#include <iostream>
#include <cstring>

//	函数模板
template <class T>
int compare(const T left, const T right)
{
    std::cout <<"in template<class T>..." <<std::endl;
    return (left - right);
}


//  一个特化的函数模版
template < >
int compare<const char*>(const char* left, const char* right)
{
    std::cout <<"in special template< >..." <<std::endl;

    return strcmp(left, right);
}

//  这个其实本质是函数重载
int compare(char* left, char* right)
{
    std::cout <<"in overload function..." <<std::endl;
    return strcmp(left, right);
}

int main( )
{
    compare(1, 4);

    const char *left = "abcdef";
    const char *right = "wild_wolf";
    compare(left, right);

    return 0;
}

2. 类模板的特化：与函数模板类似，当类模板内需要对某些类型进行特别处理时，使用类模板的特化。

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include""
// general version
template<class T>
class Compare
{
public:
    static bool IsEqual(const T& lh, const T& rh)
    {
        std::cout << "in the general class..." << std::endl;
        return lh == rh;
    }
};

// specialize for float
template<>
class Compare<float>
{
public:
    static bool IsEqual(const float& lh, const float& rh)
    {
        std::cout << "in the float special class..." << std::endl;

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

// specialize for double
template<>
class Compare<double>
{
public:
    static bool IsEqual(const double& lh, const double& rh)
    {
        std::cout << "in the double special class..." << std::endl;

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

int main(void)
{
    Compare<int> comp1;
    std::cout << comp1.IsEqual(3, 4) << std::endl;
    std::cout << comp1.IsEqual(3, 3) << std::endl;

    Compare<float> comp2;
    std::cout << comp2.IsEqual(3.14, 4.14) << std::endl;
    std::cout << comp2.IsEqual(3, 3) << std::endl;

    Compare<double> comp3;
    std::cout << comp3.IsEqual(3.14159, 4.14159) << std::endl;
    std::cout << comp3.IsEqual(3.14159, 3.14159) << std::endl;

    std::cout << hh<string>()("11") << std::endl;
    system("pause");
    return 0;
}

其中如下：

#include<string>
using std::string;

template<typename key>
class hh
{
public:
	size_t operator()(const key& k) const {
		size_t hashVal = 0;

		key tmp = k;
		while (tmp > 0) {
			hashVal = 37 * hashVal + tmp % 10;
			tmp /= 10;
		}
		return hashVal;
	}
};

template<>
class hh<string>
{
public:
	 size_t operator()(const string& key) {
		size_t hashVal = 0;
		std::cout << key << std::endl;
		for (char ch : key) {
			std::cout << "hasVal: " << hashVal << std::endl;
			hashVal = 37 * hashVal + ch;
		}

		return hashVal;
	}
};

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