【类模板】类模板的特化

一、类模板的泛化

与函数模板一样，类模板的泛化就是普通的模板，不具有特殊性的模板。
以下的类模板为泛化的版本

//类模板的泛化
template<typename T,typename U>
struct TC {//静态成员变量static int static_varible;  //声明TC() {std::cout << "TC泛化版本的构造函数\n";}void func1(); void func2();
};//类外实现func1
template<typename T,typename U>
void TC<T, U>::func1() {std::cout << "func1的泛化版本\n";
}//类外实现func2
template<typename T, typename U>
void TC<T, U>::func2() {std::cout << "func2的泛化版本\n";
}template<typename T,typename U>
int TC<T, U>::static_varible = 50; //定义（初始化）

这里采用的类内声明，类外定义的方法

二、类模板的全特化

1.类模板的全特化

我们可以在有泛化版本的前提下，加入一个全特化的版本，如下所示：

//类模板的全特化
template<>
struct TC<int,int> { //<>符号是必要的TC() {std::cout << "TC<int,int>的特化版本构造函数\n";}void func1() {std::cout << "TC<int,int>的特化版本func1函数\n";}void func2();//添加泛化版本中没有的函数void func3();
};

注意，我们在类外实现函数的时候不能加入$template<>$，否则会编译失败。

//类外实现func2
//注意全特化版本类外实现不能加template<>//template<>
void TC<int, int>::func2() {std::cout << "TC<int,int>的特化版本func2函数\n";}//类外实现fun3
void TC<int, int>::func3() {std::cout << "TC<int,int>的特化版本func3函数\n";
}

由于全特化版本的类已经和泛化版本的类区分开来了，因此可以添加上泛化版本没有的内容。
如我们在成员函数上增加了 $func3$函数。

2. 普通成员函数的全特化

我们这里以全特化$func1$函数为例：

//普通成员函数的全特化
template<> //这里可加可不加
void TC<double, int>::func1() { //全特化func1成员函数std::cout << "普通成员函数TC<double,int>::func1的全特化\n";
};

成员函数的全特化可以忽略$template<>$，也可以使用。

注意，如果我们先对泛化版本添加了成员函数的全特化版本，那么我们就无法对泛化版本添加相同的全特化的类模板，因为类模板的成员函数已经被占用了。

如图：

template<> 
struct TC<double,int> { //此时TC的<double,int>版本部分内容已经被占用了TC();void func1();void func2();};

会编译失败

3.静态成员变量的全特化

对于静态成员函数的全特化，我们首先必须在类外定义静态成员函数的泛化版本，然后再加入全特化版本。

泛化版本的定义：

template<typename T,typename U>
int TC<T, U>::static_varible = 50; //定义（初始化）

加入全特化版本的静态成员变量：

//静态成员变量的全特化
template<> //这里可加可不加
int TC<double, int>::static_varible = 100; 

对于静态成员变量的全特化，与普通成员函数一样，已经占有了就不能再加入相同版本的全特化类模板了。

三、类模板的偏特化

函数模板不具有偏特化，而类模板可以进行偏特化。

1. 模板参数数量上的偏特化

我们可以指定类模板的某些参数类型，特殊对其进行偏特化：
下面是$TC$类模板在参数数量上的偏特化版本：

//模板参数数量上的偏特化
template<typename U>
struct TC<float, U> {TC() {std::cout << "TC<float,U>偏特化版本的构造函数\n";}void fun1();
};
//类外实现
template<typename U>
void TC<float, U>::fun1() {std::cout << "TC<float,U>偏特化版本的func1函数\n";
}

通过调用，我们发现使用了偏特化版本

void Test() {TC<float,int>t;
}

如图所示：

2.模板参数范围上的偏特化

有时，对于一些特殊的类型参数我们要进行特殊处理，如
$$\ast (指针),\&(左值引用),\&\&(右值引用),const(常变量)$$
因此，我们就可以对这些变量加入偏特化版本：
下面实现一个偏特化的$TC<constT,U\ast >$的版本：

//模板参数范围上的偏特化
template<typename T,typename U>
struct TC<const T, U*> { //限定T为const类型，U为指针TC() {std::cout << "TC<const T,U*>偏特化版本的构造函数\n";}void func1();
};//类外实现
template<typename T,typename U>
void TC<const T, U*>::func1() {std::cout << "TC<const T,U*>偏特化版本的func1函数\n";
}

而这样就能缩小范围，在调用时优先调用偏特化版本。
如下图所示：

优先使用了偏特化版本的构造函数。

当然，如果去掉了这个偏特化版本，将会调用泛化版本。

注释掉偏特化版本后，运行得到：

由于找不到全特化版本和偏特化版本，因此最终调用了泛化版本

3.其他

最后，对于偏特化版本的话，不存在对成员函数或静态成员变量的偏特化。
以下代码无法通过编译：

//不存在对成员函数的偏特化
template<typename U>
void TC<double, U>::func2() {std::cout << "TC<double,U>偏特化版本的func2函数\n";
}