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【知识点】c++模板特化

news 2025/7/15 1:01:15

在 C++ 中，模板特化分为全特化（full specialization）和偏特化（partial specialization）。它们允许程序员为特定类型或类型模式提供不同的实现，以覆盖通用模板的默认行为。

模板全特化

模板全特化是指为某个特定的模板参数提供专门的实现。全特化通常用于处理某个特定类型的特殊情况。

类模板全特化

以下是一个类模板全特化的示例：

#include <iostream>// 通用模板定义
template <typename T>
class MyClass {
public:void display() {std::cout << "Generic template" << std::endl;}
};// 全特化版本
template <>
class MyClass<int> {
public:void display() {std::cout << "Specialized template for int" << std::endl;}
};int main() {MyClass<double> obj1;obj1.display();  // 输出：Generic templateMyClass<int> obj2;obj2.display();  // 输出：Specialized template for intreturn 0;
}

在这个示例中，MyClass<int> 是 MyClass 类模板的全特化版本，当模板参数为 int 时，使用特化版本。

函数模板全特化

函数模板也可以进行全特化：

#include <iostream>// 通用函数模板
template <typename T>
void myFunction(T value) {std::cout << "Generic template: " << value << std::endl;
}// 全特化版本
template <>
void myFunction(int value) {std::cout << "Specialized template for int: " << value << std::endl;
}int main() {myFunction(3.14);    // 输出：Generic template: 3.14myFunction(42);      // 输出：Specialized template for int: 42return 0;
}

模板偏特化

模板偏特化是指为一组模板参数提供专门的实现，而不是针对单个特定的参数。偏特化允许更细粒度的控制和更广泛的特化。

类模板偏特化

以下是一个类模板偏特化的示例：

#include <iostream>// 通用模板定义
template <typename T, typename U>
class MyClass {
public:void display() {std::cout << "Generic template" << std::endl;}
};// 偏特化版本
template <typename T>
class MyClass<T, int> {
public:void display() {std::cout << "Partial specialization with int" << std::endl;}
};int main() {MyClass<double, double> obj1;obj1.display();  // 输出：Generic templateMyClass<double, int> obj2;obj2.display();  // 输出：Partial specialization with intreturn 0;
}

在这个示例中，当模板的第二个参数为 int 时，使用偏特化版本。

偏特化不能用于函数模板

需要注意的是，函数模板不支持偏特化，因为编译器无法区分不同的偏特化版本。在这种情况下，可以使用函数重载来实现类似的效果。

示例：指针特化

偏特化可以用于指针类型的特化，以下是一个例子：

#include <iostream>// 通用模板定义
template <typename T>
class MyClass {
public:void display() {std::cout << "Generic template" << std::endl;}
};// 偏特化版本：指针类型
template <typename T>
class MyClass<T*> {
public:void display() {std::cout << "Partial specialization for pointers" << std::endl;}
};int main() {MyClass<int> obj1;obj1.display();  // 输出：Generic templateMyClass<int*> obj2;obj2.display();  // 输出：Partial specialization for pointersreturn 0;
}