C++模板的 主版本模板类、全特化、偏特化

1.  主版本模板类

    首先我们来看一段初学者都能看懂，应用了模板的程序：

#include <iostream> 2 using namespace std; 3 template<class T1, class T2> 5 class A{ 6 public: 7     void function(T1 value1, T2 value2){ 8         cout<<"value1 = "<<value1<<endl; 9         cout<<"value2 = "<<value2<<endl;10     }11 };12 int main(){13     A<int, char> a;14     a.function(12, 'b');15 16     system("pause");17     return 0;18 }

    程序很简单，一个模板类A，它有一个打印两个参数的函数。我们在main函数里创建了以int，char为类型的类A的对象，调用函数后，得到了我们要的结果：

value1 = 12value2 = b请按任意键继续. . .

    上面的模板类A，我们通常称作是主版本模板类，它的主要特点是：模板类中所有的类型都是模板类型。

2. 全特化

    首先我们需要了解一个概念，什么叫特化。特化其实就是特殊化的意思，在模板类里，所有的类型都是模板（template<class T>），而一旦我们将所有的模板类型T都明确化，并且写了一个类名与主模板类名相同的类，那么这个类就叫做全特化类。下面的代码就是全特化的一个演示：

#include <iostream> 2 using namespace std; 3  4 template<class T1, class T2> 5 class A{ 6 public: 7     void function(T1 value1, T2 value2){ 8         cout<<"value1 = "<<value1<<endl; 9         cout<<"value2 = "<<value2<<endl;10     }11 };12 template<>14 class A<int, double>{ // 类型明确化，是个全特化类15     public:16     void function(int value1, double value2){17         cout<<"int value1 = "<<value1<<endl;18         cout<<"double value2 = "<<value2<<endl;19     }20 };21 22 int main(){23     A<int, double> a;24     a.function(12, 12.21);25 26     system("pause");27     return 0;28 }

    上面代码中着色的部分就是经过全特化的类A，可以看到主版本模板类中的T1和T2已经全部明确化为int和double。接着在main里用“A<int, double> a;”实例化对象时，程序会去调用这个全特化的类。一个类被称为全特化类的条件：1.必须有一个主模板类   2.模板类型被全部明确化。

3. 偏特化

    上面对主版本模板类和全特化类进行了定义，那么偏特化就是介于二者之间的模板类，它的类名与主版本模板类相同，但是它的模板类型中，有被明确化的部分和没有被明确化的部分。下面就是一段偏特化的演示代码：

#include <iostream> 2 using namespace std; 3  4 template<class T1, class T2> 5 class A{ 6 public: 7     void function(T1 value1, T2 value2){ 8         cout<<"value1 = "<<value1<<endl; 9         cout<<"value2 = "<<value2<<endl;10     }11 };12 template<class T>14 class A<int, T>{ // 类型部分明确化，是个偏特化类15 public:16     void function(int value1, T value2){17         cout<<"int value1 = "<<value1<<endl;18         cout<<"double value2 = "<<value2<<endl;19     }20 };21 22 int main(){23     A<int, char> a;24     a.function(12, 'a');25 26     system("pause");27     return 0;28 }

    上面代码着色部分就是一个偏特化的模板类，可以看到主版本模板类中的T1和T2中的T1被明确化为int。接着在main里用“A<int, char> a;”实例化对象时，程序会去调用这个偏特化的。一个类被称为偏特化类的条件：1.必须有一个主模板类   2.模板类型被部分明确化。

4. 模板类调用优先级

    对主版本模板类、全特化类、偏特化类的调用优先级从高到低进行排序是：全特化类>偏特化类>主版本模板类。这样的优先级顺序对性能也是最好的。

5. 其他特化类型

    在特化的时候，我们将主版本模板类中的模板类型进行特化，按照特化为的类型，我们可以进行一下分类：

        ①．绝对类型特化

        ②．引用/指针类型特化

        ③．转化为另外一个类模板

    下面我们来一个一个研究一下这三种特化：

    ①．绝对类型特化

         所谓绝对类型特化，就是将模板类型T特化为制定的普通数据类型或自定义数据类型。代码如下：

class MyType{ // 自定义类型 2 public: 3     char ch; 4     MyType(char _ch):ch(_ch){} 5 }; 6  7 template<class T1, class T2> 8 class A{ 9 public:10     void function(T1 value1, T2 value2){11         cout<<"value1 = "<<value1<<endl;12         cout<<"value2 = "<<value2<<endl;13     }14 };15 16 template<>17 class A<int, MyType>{ //绝对类型特化，两个模板类型被特化为一个普通类型和一个自定义的数据类型18 public:19     void function(int value1, MyType value2){20         cout<<"int value1 = "<<value1<<endl;21         cout<<"double value2 = "<<value2.ch<<endl;22     }23 };

    ②．引用/指针类型特化

template<class T1, class T2> 2 class A{ 3 public: 4     void function(T1 value1, T2 value2){ 5         cout<<"value1 = "<<value1<<endl; 6         cout<<"value2 = "<<value2<<endl; 7     } 8 }; 9 10 template<class T1, class T2>11 class A<T1*, T2*>{ // 指针类型特化12 public:13     void function(T1* pValue1, T2* pValue2){14         cout<<"int value1 = "<<*pValue1<<endl;15         cout<<"double value2 = "<<*pValue2<<endl;16     }17 };18 19 template<class T1, class T2>20 class A<T1&, T2&>{ // 引用类型特化21 public:22     void function(T1& pValue1, T2& pValue2){23         cout<<"int value1 = "<<pValue1<<endl;24         cout<<"double value2 = "<<pValue2<<endl;25     }26 };

    ③．转化为另外一个类模板

template<class T> 2 class Number{ 3 public: 4     T value; 5     Number(T v):value(v){} 6 }; 7  8 template<class T1, class T2> 9 class A{10 public:11     void function(T1 value1, T2 value2){12         cout<<"value1 = "<<value1<<endl;13         cout<<"value2 = "<<value2<<endl;14     }15 };16 17 template<class T1, class T2>18 class A<Number<T1>, Number<T2>>{ // 模板类型变成另外一个模板类19 public:20     void function(Number<T1> n1, Number<T2> n2){21         cout<<"int value1 = "<<n1.value<<endl;22         cout<<"double value2 = "<<n2.value<<endl;23     }24 };