Частичная специализация шаблона функции C++?


Я знаю, что приведенный ниже код является частичная специализация класса:

template <typename T1, typename T2> 
class MyClass { 
  … 
}; 


// partial specialization: both template parameters have same type 
template <typename T> 
class MyClass<T,T> { 
  … 
}; 

также я знаю, что C++ не разрешает частичную специализацию шаблона функции (допускается только полная). Но означает ли мой код, что я частично специализировал свой шаблон функции для одного/того же типа аргументов? Потому что он работает для Microsoft Visual Studio 2010 Express! Если нет, то не могли бы вы объяснить концепцию частичной специализации?

#include <iostream>
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;

template <typename T1, typename T2> 
inline T1 max (T1 const& a, T2 const& b) 
{ 
    return a < b ? b : a; 
} 

template <typename T> 
inline T const& max (T const& a, T const& b)
{
    return 10;
}


int main ()
{
    cout << max(4,4.2) << endl;;
    cout << max(5,5) << endl;
    int z;
    cin>>z;
}
6 63

6 ответов:

в примере, вы на самом деле перегрузка (не специальности) the

поскольку частичная специализация не допускается - как указывали другие ответы -, вы можете обойти ее с помощью std::is_same и std::enable_if, как показано ниже:

template <typename T, class F>
inline typename std::enable_if<std::is_same<T, int>::value, void>::type
typed_foo(const F& f) {
    std::cout << ">>> messing with ints! " << f << std::endl;
}

template <typename T, class F>
inline typename std::enable_if<std::is_same<T, float>::value, void>::type
typed_foo(const F& f) {
    std::cout << ">>> messing with floats! " << f << std::endl;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    typed_foo<int>("works");
    typed_foo<float>(2);
}

выход:

$ ./a.out 
>>> messing with ints! works
>>> messing with floats! 2

Edit: в случае, если вам нужно иметь возможность обрабатывать все остальные случаи, вы можете добавить определение, в котором говорится, что уже обработанные случаи не должны матч -- в противном случае вы попадете в неоднозначные определения. Определение могло бы быть:

template <typename T, class F>
inline typename std::enable_if<(not std::is_same<T, int>::value)
    and (not std::is_same<T, float>::value), void>::type
typed_foo(const F& f) {
    std::cout << ">>> messing with unknown stuff! " << f << std::endl;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    typed_foo<int>("works");
    typed_foo<float>(2);
    typed_foo<std::string>("either");
}

что производит:

$ ./a.out 
>>> messing with ints! works
>>> messing with floats! 2
>>> messing with unknown stuff! either

несмотря на это все-делам это выглядит немного скучно, так как вы должны сообщить компилятору, что вы уже сделали, это вполне выполнимо для лечения до 5 или несколько специализаций.

что такое специализация ?

Если вы действительно хотите понять, шаблоны, вы должны взглянуть на функциональных языках. Мир шаблонов в C++ - это чисто функциональный подъязык сам по себе.

в функциональных языках, выбор делается с помощью Шаблоны:

-- An instance of Maybe is either nothing (None) or something (Just a)
-- where a is any type
data Maybe a = None | Just a

-- declare function isJust, which takes a Maybe
-- and checks whether it's None or Just
isJust :: Maybe a -> Bool

-- definition: two cases (_ is a wildcard)
isJust None = False
isJust Just _ = True

Как видите, мы перегрузка определение isJust.

ну, шаблоны классов C++ работают точно так же. Вы предоставляете main объявление, в котором указывается количество и характер параметров. Это может быть просто объявление или также действует как определение (ваш выбор), а затем вы можете (если хотите) предоставить специализации шаблона и связать с ними другую (иначе это было бы глупо) версию класса.

для функций шаблона специализация несколько более неудобна: она несколько конфликтует с разрешением перегрузки. Как таковой, он было решено, что специализация будет относиться к неспециализированному варианту, и специализации не будут рассматриваться во время разрешения перегрузки. Поэтому алгоритм выбора правильной функции становится:

  1. выполните разрешение перегрузки, среди обычных функций и неспециализированных шаблонов
  2. если выбран неспециализированный шаблон, проверьте, существует ли для него специализация, которая будет лучше соответствовать

(По на углубленная обработка, см. GotW #49)

таким образом, шаблонная специализация функций является гражданином второй зоны (буквально). Что касается меня, нам было бы лучше без них: мне еще предстоит столкнуться с тем, что использование специализации шаблона не может быть решено с перегрузкой вместо этого.

это шаблон специализации ?

нет, это просто перегрузка, и это нормально. На самом деле, перегрузки обычно работают как мы и ожидали, в то время как специализации могут быть удивительными (Помните статью GotW, которую я связал).

нет. Например, вы можете легально специализироваться std::swap, но вы не можете юридически определить свою собственную перегрузку. Это означает, что вы не можете сделать std::swap работа для вашего собственного шаблона пользовательского класса.

перегрузка и частичная специализация может иметь тот же эффект в некоторых случаях, но далеко не все.

неклассовая, непеременная частичная специализация не допускается, но, как сказано:

все проблемы в компьютере наука может быть решена путем еще один уровень косвенности. -- Дэвид Уилер

добавление класса для переадресации вызова функции может решить эту проблему, вот пример:

template <class Tag, class R, class... Ts>
struct enable_fun_partial_spec;

struct fun_tag {};

template <class R, class... Ts>
constexpr R fun(Ts&&... ts) {
  return enable_fun_partial_spec<fun_tag, R, Ts...>::call(
      std::forward<Ts>(ts)...);
}

template <class R, class... Ts>
struct enable_fun_partial_spec<fun_tag, R, Ts...> {
  constexpr static R call(Ts&&... ts) { return {0}; }
};

template <class R, class T>
struct enable_fun_partial_spec<fun_tag, R, T, T> {
  constexpr static R call(T, T) { return {1}; }
};

template <class R>
struct enable_fun_partial_spec<fun_tag, R, int, int> {
  constexpr static R call(int, int) { return {2}; }
};

template <class R>
struct enable_fun_partial_spec<fun_tag, R, int, char> {
  constexpr static R call(int, char) { return {3}; }
};

template <class R, class T2>
struct enable_fun_partial_spec<fun_tag, R, char, T2> {
  constexpr static R call(char, T2) { return {4}; }
};

static_assert(std::is_same_v<decltype(fun<int>(1, 1)), int>, "");
static_assert(fun<int>(1, 1) == 2, "");

static_assert(std::is_same_v<decltype(fun<char>(1, 1)), char>, "");
static_assert(fun<char>(1, 1) == 2, "");

static_assert(std::is_same_v<decltype(fun<long>(1L, 1L)), long>, "");
static_assert(fun<long>(1L, 1L) == 1, "");

static_assert(std::is_same_v<decltype(fun<double>(1L, 1L)), double>, "");
static_assert(fun<double>(1L, 1L) == 1, "");

static_assert(std::is_same_v<decltype(fun<int>(1u, 1)), int>, "");
static_assert(fun<int>(1u, 1) == 0, "");

static_assert(std::is_same_v<decltype(fun<char>(1, 'c')), char>, "");
static_assert(fun<char>(1, 'c') == 3, "");

static_assert(std::is_same_v<decltype(fun<unsigned>('c', 1)), unsigned>, "");
static_assert(fun<unsigned>('c', 1) == 4, "");

static_assert(std::is_same_v<decltype(fun<unsigned>(10.0, 1)), unsigned>, "");
static_assert(fun<unsigned>(10.0, 1) == 0, "");

static_assert(
    std::is_same_v<decltype(fun<double>(1, 2, 3, 'a', "bbb")), double>, "");
static_assert(fun<double>(1, 2, 3, 'a', "bbb") == 0, "");

static_assert(std::is_same_v<decltype(fun<unsigned>()), unsigned>, "");
static_assert(fun<unsigned>() == 0, "");

поздний ответ, но некоторые поздние читатели могут найти его полезным: иногда вспомогательная функция, разработанная таким образом, что она может быть специализированной, также может решить проблему.

Так давайте представим, это то, что мы пробовал решение:

template <typename R, typename X, typename Y>
void function(X x, Y y)
{
    R* r = new R(x);
    f(r, y); // another template function?
}

// for some reason, we NEED the specialization:
template <typename R, typename Y>
void function<R, int, Y>(int x, Y y) 
{
    // unfortunately, Wrapper has no constructor accepting int:
    Wrapper* w = new Wrapper();
    w->setValue(x);
    f(w, y);
}

ОК, частичная специализация функции шаблона, мы не можем этого сделать... Итак, давайте "экспортируем" часть, необходимую для специализации, в вспомогательную функцию, специализируемся на ней и используем ее:

template <typename R, typename T>
R* create(T t)
{
    return new R(t);
}
template <>
Wrapper* create<Wrapper, int>(int n) // fully specialized now -> legal...
{
    Wrapper* w = new Wrapper();
    w->setValue(n);
    return w;
}

template <typename R, typename X, typename Y>
void function(X x, Y y)
{
    R* r = create<R>(x);
    f(r, y); // another template function?
}

этот можете будет интересно, особенно если альтернативы (обычные перегрузки вместо специализации,решение предложил Рубенса ... - не то чтобы они плохие или мои лучше, просто другое один) будет иметь довольно много общего кода.