c++11模板的特化

前面定义的Stack中，第二个模板参数要求支持back，push_back，pop_back等接口。如果我们已经有一个自定义的容器Array，它的定义如下：

template<typename T, typename Allocator = std::allocator<T>>
struct Array
{
    void put(size_t index, const T& t)；
    T get(size_t index)；
    ...
};

Array只有put和get接口，并辅助以index参数进行元素存取。为了让Array也能参与实现Stack，我们可以对Stack进行特化，当Stack的第二个参数是Array时重新定义Stack的实现：

template<typename T>
struct Stack<T, Array>
{
    Stack() : size(0)
    {
    }

    void push(const T& elem)
    {
        elems.put(size++, elem);
    }

    T pop()
    {
        if(empty()) throw std::out_of_range("Stack<>::pop: empty!");
        return elems.get(--size);
    }

    bool empty() const
    {
        return size == 0;
    }

private:
    size_t size;
    Array<T> elems;
};

在Stack特化版本的声明template<typename T> struct Stack<T, Array>中，Stack名字后面的尖括号Stack<T, Array>中传递的参数可以是具体类型，也可以不是具体类型，但是至少要比Stack主模板（非特化版本）的参数更加具体一些，而且和主模板的参数声明顺序和约束必须一致。

如果特化版本中，所有的模板参数都被替换成了具体类型，那么就叫做全特化，例如：

template<> 
struct Stack<int*, Array>
{
    ...
};

如果参数中还有非具体类型，那么就叫做部分特化或者偏特化，例如：

template<typename T>
struct Stack<T, Array>
{
    ...
}；

无论是全特化还是偏特化，特化版本的声明仍然需要使用关键字template，后面紧跟的尖括号中声明特化版本中还在使用的非具体类型形参。由于全特化不再存在非具体类型，所以尖括号中为空，但是不能省略，皆以template <>开头。

注意，主模板的template关键字后面定义了该模板的基本原型特征，特化模板的模板名称关键字后面的尖括号中的模板参数必须和主模板template关键字后面尖括号中的参数顺序和约束一致。上例中由于主模板声明第一个模板参数是类型，第二个模板参数是模板，所以特化版本Stack<T, Array>尖括号中的参数不能多也不能少，且顺序不能颠倒，而且第二个参数模板Array的定义必须和主模板中对Container的模板约束一致。

特化版本的template后面紧跟的尖括号中仅是声明特化版本中还在使用的非具体类型参数，和主模板template后面紧跟的尖括号中的参数没有任何关系。

上例中，我们修改了Stack<T, Array>中push、pop、empty成员方法的实现，并且增加了size数据成员。我们甚至还可以修改Stack<T, Array>中的接口名称，不再叫push和pop，或者删掉empty的实现，只要Stack<T, Array>的客户正确地使用该特化版本的接口即可。可见对于模板的特化，只需要其签名（模板名和模板参数）和主模板保持一致，而对于其实现，和主模板以及其它特化版本的实现没有任何关系，完全可以根据该特化版本的需要进行定制。

当我们给一个模板传递参数后，编译器会从主模板和所有的特化版本的实现中进行选择，简单来说选择的规则和函数重载的选择顺序类似，就是选择最多匹配的那个版本。

如上例中如论是Stack<int, Array>还是Stack<double, Array>都会匹配template<typename T> struct Stack<T, Array>版本的实现，而Stack<int, std::list>则会匹配主模板的实现。

关于特化最后再提一个我们后面会用到的知识点，那就是模板可以被嵌套地定义在一个类中或模板中，但是模板的特化不可以。