C++模板特化的几种方式类型

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);