模板特化
#模板元编程 2025-03-15

全特化

针对某个特定的模板参数 提供一个完全独立的实现，完全替代 原始的模板定义。

函数模板全特化：

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// 通用模板定义
template<typename T, typename U>
void Message(T n1, U n2) {
	std::cout << n1 << " " << n2 << std::endl;
}

// 全特化
template<>
void Message<int, double>(int n1, double n2) {
	std::cout << "全特化" << std::endl;
	std::cout << n1 << " " << n2 << std::endl;
}
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类模板全特化：

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// 通用模板
template <typename T>
class Printer {
public:
    void print() {
        std::cout << "通用打印器\n";
    }
};

// 针对 int 类型的全特化
template <>
class Printer<int> {
public:
    void print() {
        std::cout << "专门处理 int 类型的打印器\n";
    }
};
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从全特化可以看出这样几个特点：

  1. 由于全特化是把模板中的参数或者参数类型全部都确定，也就无需在 template<> 中写任何内容，而是在函数名或者类名后面添加确定的参数类型或参数
  2. 全特化就和原始模板没有关系，可以看出全特化的 Message 函数可以实现其他内容
  3. 如果用户在 确定 第一个参数类型是 int，第二个参数类型是 double，那么就会优先走全特化，而不是通用模板定义

你可能有个疑问，如果是非类型参数，全特化是不是也要确定？没错！！！

偏特化

在 不完全固定所有模板参数 的情况下，为特定情况提供自定义实现。它适用于类模板，但不适用于函数模板（C++ 没有直接支持函数模板的部分特化，但可以用重载+SFINAE等方式模拟）。

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// 通用模板
template <typename T1, typename T2>
class Example {
public:
    void show() {
        std::cout << "通用模板: T1, T2\n";
    }
};

// 偏特化：当 T2 固定为 int 时
template <typename T1>
class Example<T1, int> {
public:
    void show() {
        std::cout << "偏特化: T2 被固定为 int\n";
    }
};
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C++ 为什么没有直接支持函数模板的部分特化

C++ 通过函数重载来选择最匹配的函数，而类模板的部分特化是通过模式匹配来选择最匹配的模板特化。

函数模板的部分特化会与现有的函数模板重载机制产生歧义，导致编译器无法明确选择合适的匹配方式。

我们可以使用重载、SFINAE（C++11 支持） 和 concepts（C++20 支持） 来实现相同的功能，同时避免编译器的二义性问题。