Step By Step(C++模板重载和特化)
一、模板函数重载：
函数重载是一个非常通用亦非常容易理解的编程基础概念，既函数名相同而函数签名不同的一组函数，在实际的调用中，编译器会根据函数参数的不同自动选择最为合适且最为特化的函数。在推演的过程中，如果出现多个函数均符合该调用规则，编译器将根据其内置的特化规则，选择最为特殊的函数作为候选函数。然而如果仍有多个候选函数的话，编译器将报出二义性错误。和普通函数一样，在C++中模板函数也同样支持函数重载的功能，甚至可以将模板函数与普通函数混合在一起，以达到更为灵活的函数重载的效果。
在这里，我们对于函数重载的概念本身将不再做过多的赘述了，而是将重点放在模板函数重载的应用场景和应用技巧上。下面我将给出一个利用模板函数重载计算哈希值的代码示例：
1 #include <stdio.h> 2 3 template<typename T> 4 int hash_code(T v) { 5 return v.hashCode() * 2; 6 } 7 8 template<typename T> 9 int hash_code(T* v) { 10 return v->hashCode(); 11 } 12 13 int hash_code(const int v) { 14 return v + 100; 15 } 16 17 class HashClass { 18 public: 19 HashClass(int v) : _v(v) {} 20 int hashCode() { 21 return _v + 200; 22 } 23 24 private: 25 int _v; 26 }; 27 28 int main() { 29 HashClass c1(10); //调用的是template<typename T> int hash_code(T v) 30 printf("The hash value is %d\n",hash_code(c1)); 31 HashClass c2(20); //调用的是template<typename T> int hash_code(T* v) 32 printf("The hash value is %d\n",hash_code(&c2)); 33 int i3 = 30; //调用的是int hash_code(const int v) 34 printf("The hash value is %d\n",hash_code(i3)); 35 return 0; 36 } 37 38 //The hash value is 420 39 //The hash value is 220 40 //The hash value is 130
在上面的示例代码中，hash_code函数可以让编译器根据参数的不同选择最为合适的候选函数。在这里模板函数和普通函数一同参与了函数重载。对于模板函数重载，主要应用于算法领域，既对于大多数的类型可以通过泛型算法以达到预期的效果，而对于特殊类型，则可以通过函数重载的方式，针对该类型实现另外一套更为高效的算法。
二、模板类特化：
对于模板类而言，也同样存在和模板函数重载类似的应用场景，但是在模板类中则是以模板类特化的方式存在。在下面的示例代码为生产者-消费者的任务缓冲队列，当清空队列中的已有元素时，亦需考虑如何释放元素对象本身可能占用的系统资源。这里会根据不同的元素类型，给出不同的元素释放类。
1 #include <stdio.h> 2 #include <vector> 3 4 using namespace std; 5 6 class Runnable { 7 public: 8 virtual void release() { 9 delete this; 10 } 11 }; 12 13 class Closable { 14 public: 15 virtual void close() { 16 _db.close(); 17 delete this; 18 } 19 private: 20 db_env _db; 21 }; 22 23 template<typename T> 24 class List { //1 25 public: 26 void clear() { 27 _taskList.clear(); 28 } 29 private: 30 vector<T> _taskList; 31 }; 32 33 template<typename T> 34 class List<T*> { //2 35 public: 36 void clear() { 37 for (int i = 0; i < _taskList.size(); ++i) 38 delete _taskList[i]; 39 _taskList.clear(); 40 } 41 private: 42 vector<T*> _taskList; 43 }; 44 45 template<> 46 class List<char*> { //3 47 public: 48 void clear() { 49 for (int i = 0; i < _taskList.size(); ++i) 50 delete [] _taskList[i]; 51 _taskList.clear(); 52 } 53 private: 54 vector<char*> _taskList; 55 }; 56 57 template<> 58 class List<Runnable*> { //4 59 public: 60 void clear() { 61 for (int i = 0; i < _taskList.size(); ++i) 62 _taskList[i]->release(); 63 _taskList.clear(); 64 } 65 private: 66 vector<Runnable*> _taskList; 67 }; 68 69 template<> 70 class List<Closable*> { //5 71 public: 72 void clear() { 73 for (int i = 0; i < _taskList.size(); ++i) 74 _taskList[i]->close(); 75 _taskList.clear(); 76 } 77 private: 78 vector<Runnable*> _taskList; 79 }; 80 81 int main() { 82 List<Runnable*> listRunnable; //调用No 4 83 List<Closable*> listClosable; //调用No 5 84 List<int> listInt; //调用No 1 85 List<int*> listIntPointer //调用No 2 86 List<char*> listCharPointer; //调用No 3 87 return 0; 88 }
在上面的代码示例中，编译器会根据模板参数的不同而选择不同的模板类，然而这一切对于调用者而言又是完全透明的，如果今后再增加新的特殊类型时，仅需为该类型实现一个新的特化类即可。需要说明的，该代码片段完全是为了演示这个C++模板特征而编写的，仅供参考。
