[C++基础]034_C++模板编程里的主版本模板类、全特化、偏特化（C++ Type Traits）
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：
1 #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 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 = 12 value2 = 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：
1 #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 13 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：
1 #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 13 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：
1 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
1 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
1 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 };
6. 结语
当然，本文只是粗浅的让读者理解什么是模板的特化，就深度而言，本文也只是触及皮毛，模板的精妙技巧本文并未涉及，敬请期待。
