C++ 模板参数匹配、特化

C++ 模板参数匹配、特化

一、模板参数匹配

在定义模板时可以直接调用某个函数，如果在使用时传入的参数类型没有实现该类型函数则会编译报错，必须实现

template<typename T>
void TestFunc(T& t)
{
	t.Work();
}

两个类型都要传入上面函数，所以必须实现Work方法

class TestClass
{
public:
	void Work()
	{
		printf("Work !!!\r\n");
	}
};

class TestClass1
{
public:
	void Work()
	{
		printf("Work1 !!!\r\n");
	}
};

这样调用才不会报错

int main()
{
	TestClass Test;
	TestClass1 Test1;
	TestFunc(Test);
	TestFunc(Test1);

	system("pause");
	return 0;
}

二、特化

1.函数模板的重载和特化

当使用模板时，编译器会按照以下顺序寻找匹配的模板：

• 寻找非模板函数（如果有的话，非模板函数在匹配时优先于模板）。
• 寻找最匹配的函数模板或类模板的特化版本。

template<typename T>
void Foo(T t)
{
	printf("Template\r\n");
}

void Foo(const char* str)
{
	printf("Not Template\r\n");
}


int main()
{
	Foo(1);
	Foo(2.3f);
	Foo("hello");

	system("pause");
	return 0;
}

2.全特化

正常我们定义一个模板如下：

template <typename T>
class MyClass {
public:
	void bar() 
	{
		std::cout << "Primary MyClass" << std::endl;
	}
};

而一个全特化模板的格式如下

template <>
class MyClass<int> {
public:
	void bar() 
	{
		std::cout << "MyClass<int> specialization" << std::endl;
	}
};

3.偏特化

一个偏特化的定义如下，让参数T的类型是指针类型

template<typename T>
class MyClass<T*>{
public:
	void bar()
	{
		std::cout << "MyClass<T*> partial specialization" << std::endl;
	}
};

三、主模板、全特化、偏特化的调用顺序

模板匹配的基本概念

• ​​主模板（Primary Template）​​：定义一个通用的模板。​
• 全特化（Full Specialization）​​：为模板的所有参数指定具体的类型或值。
• 偏特化（Partial Specialization）​​：只对模板的部分参数进行特化（只适用于类模板，函数模板不支持偏特化，但可以通过重载实现类似功能）。

注意事项

• ​​函数模板不能偏特化​​：但是可以通过重载实现类似的功能。
• 全特化的函数模板​​：全特化函数模板时，必须已经存在主模板，并且特化版本必须与主模板的某个实例化版本匹配。
• ​​匹配顺序​​：编译器在匹配时，总是先匹配非模板函数，然后再匹配模板函数，并且选择最特化的模板（如果匹配度相同，则选择最特化的版本）。

template <typename T>
class MyClass {
public:
	void bar() 
	{
		std::cout << "Primary MyClass" << std::endl;
	}
};

// 类模板全特化
template <>
class MyClass<int> {
public:
	void bar() 
	{
		std::cout << "MyClass<int> specialization" << std::endl;
	}
};

template<typename T>
class MyClass<T*>{
public:
	void bar()
	{
		std::cout << "MyClass<T*> partial specialization" << std::endl;
	}
};


int main()
{
	MyClass<double> obj1;
	obj1.bar();

	MyClass<int> obj2;
	obj2.bar();

	MyClass<char*> obj3;
	obj3.bar();

	system("pause");
	return 0;
}

总结：

当多个模板可能匹配时，编译器按以下优先级选择：

​​完全特化​​：最具体匹配
​​部分特化​​：更特化匹配
​​主模板​​：最通用匹配