特化和偏特化
1.模板的特化(template specialization):
例如,定义如下的一个模板:template<class Window, class Controller>
class Widget
{
... 泛化实现代码 ...
};
然后你可以像下面那样明确地加以特化:
template<> //注意:template后面的尖括号中不带任何内容;
class Widget<ModalDialog, MyController>
{
... 特化实现代码 ...
};
其中ModalDialog和MyController是你自己另外定义的类;有了这个Widget的特化定义之后,如果你以后定义了Widget<ModalDialog, MyController>对象时,编译器就会使用上述的特化定义,如果定义了其它泛型对象,那么编译器就是用原本的泛化定义;这就是模板的特化.
2.Partial Template Specialization(模板偏特化)
从英文单词可看出意思为:模板部分物化."偏"实在不是一个明智的译法,就像偏导数一样,非得看定义才能明白,完全没采用中文本意来翻译.
模板特化是通过"给模板中的所有模板参数一个具体的类"的方式来实现的.而模板偏特化则是通过"给模板中的部分模板参数以具体的类,而留下剩余的模板参数仍然使用原来的泛化定义"的方式来实现的;
比如,就上面的Widget类模板的定义来说,有时候想针对任意的Window来搭配一个特定的MyController类特化Widget,这个时候就需要使用模板偏特化机制了.下面的Widget类模板就是Widget的偏特化定义:
template<class Window> //仍然使用原来的泛化定义;
class Widget<Window, MyController> //MyController是具体的类,是特化定义;
{
... 偏特化实现代码 ...
};
这就是一个偏特化定义;一个MyController类可以搭配任意一种Window.
通常在一个类模板的偏特化定义中,你只会特化某些模板参数而留下其它泛化参数.当你在程序中具体实现上述类模板的时,编译器会试着找出最匹配的模板定义.这个寻找过程十分复杂精细,允许你以富有创意的方式来进行偏特化.例如,假设你有一个Button类模板,它有一个模板参数,那么,你不但可以拿任意的Window搭配特定的MyController来特化Widget,还可以拿任意Button搭配特定的MyController来偏特化Widget:
template<class ButtonArg>
class Widget<Button<ButtonArg>, MyController> //使用任意Button搭配具体的类MyContorller
{
... 偏特化实现代码 ...
};
模板的偏特化能力很强大.当你实例化一个模板时,编译器会把目前存在的偏特化模板和全特化模板做比较,并找出其中最合适、最匹配的实现.这样,灵活性就很大.但是不幸的是,模板的偏特化机制不能用在函数身上,不论成员函数还是非成员函数.
注意:
1.虽然你可以全特化类模板中的成员函数,但是你不能偏特化他们;
2.你不能偏特化命名空间级别(namespace-level)的函数(non-member).最接近"命名空间级别模板函数"的偏特化机制就是函数重载,那就意味着你对"函数参数"(而非返回值类型或内部所用类型)有很精致的特化能力;
3.特化或全特化时,template后面的尖括号中不带任何内容;
总结:
模板特化/全特化是指给每一个模板参数一个具体的类型,以具体实现这个模板,而且template后面的尖括号中不带任何内容;
模板偏特化是指只给部分模板参数一个具体的类型,来实现这个模板;
附:模板特化，全特化，偏特化，全部特化，部分特化的含义
这几个名词真是把人搞混了（是因为有的著作，甚至名著以讹传讹），我最近整理了以下，看看大家的意见如何。
模板特化：任何针对模板参数进一步进行条件限制设计的特化版本。《泛型思维》
全特化就是全部特化，即针对所有的模板参数进行特化。《c++ primer》
偏特化就是部分特化，即针对部分模板参数进行特化。《c++ primer》
全特化和偏特化的定义不是很严格，所以有的时候不容易让人理解。
举例如下：
template<class U,class T>
class C{};
全特化:
template<>
class C<int,char>{};
偏特化:
template<class U>
class C<U,int>{};
大家应该对上面的例子应该没有什么异议吧。
再看下面的一个例子：
template<class T,class U>
class C<T*,U*>{};
这属于全特化还是偏特化呢？一般大部分人都认为是偏特化，但是按照上面的定义似乎应该是全特化（所有的模板参数都特化了呀）。
我觉得没有必要在名词上作口舌之争，全特化也好，偏特化也好，只要我们掌握它的意义即可。折中的来看，我认为就可以称之为模板特化，毕竟它符合模板特化的含义。
顺便说一下：《c++ primer》这本书没有很好的说明全特化和偏特化的含义，造成很多的歧义，我对这个问题也是迷茫了好久。
规范的原文是这样的：
The standard term explicit specialization refers to a language feature that we call full specialization instead. It provides an implementation for a template with template parameters that are fully substituted: No template parameters remain. Class templates and function templates can be fully specialized. So can members of class templates that may be defined outside the body of a class definition (i.e., member functions, nested classes, and static data members).