模板偏特化 - 有现实世界的例子吗？

Question

我在思考偏特化。虽然我理解这个想法，但我还没有看到任何实际使用这种技术的例子。完全特化在STL中被广泛使用，所以我对此没有问题。你能教育我一个使用偏特化的实际例子吗？如果这个例子在STL中那就更好了！

- Khaled Alshaya

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听起来像是作业；P - Aiden Bell

@Aiden 真的吗？！我不认为大学允许这些事情！ - Khaled Alshaya

@Arak ... 我忘记了学院是全 Java 和 MSWord.. 对不起 ;) - Aiden Bell

@Aiden，现在你说出了真相:D - Khaled Alshaya

大学里没有人教我们 MS Word。:( - jalf

@jalf，高兴一下。我们的老师告诉我们如何使用鼠标最大化MS Word窗口。 - Johannes Schaub - litb

Answer 1

C++0x引入了unique_ptr，这是auto_ptr的替代品，后者已经被弃用。

如果你将unique_ptr用于数组类型，则使用delete[]来释放内存，并提供operator[]等方法。如果你将其用于非数组类型，则使用delete。它需要部分模板特化来实现。

template<typename T>
struct my_unique_ptr { ... };

template<typename T>
struct my_unique_ptr<T[]> { ... };

另一个（虽然非常值得怀疑）使用的是标准库中的std::vector<bool, Allocator>。 bool特化使用空间优化将bool打包成单个位。

template<typename T, typename Allocator = std::allocator<T> >
struct vector { ... };

template<typename Allocator>
struct vector<bool, Allocator> { ... };

另一个用途是与std::iterator_traits<T>一起使用。迭代器需要定义嵌套的typedefs value_type，reference和其他正确的类型（例如对于const迭代器，reference通常是T const&），以便算法可以使用它们进行工作。主模板依次使用迭代器类型的成员类型。

template<typename T>
struct iterator_traits { 
  typedef typename T::value_type value_type; 
  ...
};

对于指针来说，当然不能这样使用。对于它们有一个部分专门化的方法。

template<typename T>
struct iterator_traits<T*> {
  typedef T value_type;
  ...
};

- Johannes Schaub - litb

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第二点非常有趣...我不知道，这是标准的一部分还是编译器特定的？ - DeusAduro

@DeusAduro，是的，这是标准要求。这是一个可能产生误解的常见例子，因为它使得vector<bool>不再符合容器要求。 - Johannes Schaub - litb

呵呵，好老的vector<bool>。糟糕的设计决策，但它确实说明了一些使用部分特化可能实现的事情。 - jalf

Answer 2

在一些STL实现中，像std::vector和std::list这样的集合使用部分模板特化来减少为指针集合生成的代码量。

每个类型T的模板实例化都会创建新的代码。然而，指针类型实际上都是相同的，因此为每个类型生成新代码是浪费的。可以通过使用void指针实现指针集合的私有部分，然后在公共接口中将其转换为适当的类型来减少这种情况。这大大减少了指针集合生成的代码量。

我认为这在Effective STL中有涉及。

- iain

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+1 的提示优化 T* （我也可以在自己的模板类中使用） - mmmmmmmm

哇，我不知道这个，但听起来很合理。C++在底层真的很酷......哦等等，它没有设计上的“引擎盖” :) - rubenvb

Answer 3

引用自MSDN（C++类模板的部分特化）

// partial_specialization_of_class_templates.cpp
template <class T> struct PTS {
   enum {
      IsPointer = 0,
      IsPointerToDataMember = 0
   };
};

template <class T> struct PTS<T*> {
   enum {
      IsPointer = 1,
      IsPointerToDataMember = 0
   };
};

template <class T, class U> struct PTS<T U::*> {
   enum {
      IsPointer = 0,
      IsPointerToDataMember = 1
   };
};

- Dewfy

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@Dwefy，我不会给你的帖子投反对票 :) 但我不是在问什么是偏特化。谢谢... - Khaled Alshaya

但它看起来是部分规范的良好示例，甚至更好。它将更多类型注入到单一模板中，使您可以选择要特化的内容。 - Dewfy