部分专业结构vs重载功能模板-Java 学习之路

众所周知，功能模板不能部分专门用于C语言 . 当您在概念上尝试实现此目标时，您可以使用两种可能的解决方案 . 其中一个是使用带有静态函数的结构，可选地用模板函数包装，如下所示：

template <class T, class U>
struct BarHelper
{
    static void BarHelp(T t, const U& u)
    {
        std::cerr << "bar general\n";
    }
};

template <class T>
struct BarHelper<T, double>
{
    static void BarHelp(T t, const double& u)
    {
        std::cerr << "bar specialized\n";
    }
};
template <class T, class U>
void bar(T t, const U& u)
{
    BarHelper<T, U>::BarHelp(t, u);
};

bar 这里是可选的，你可以直接使用struct的静态成员（尽管你必须明确指定所有参数） .

另一种方法是重载函数模板：

template <class T, class U>
void func(T t, const U& u)
{
    std::cerr << "func general\n";

}
template <class T>
void func(T t, const double& u)
{
    std::cerr << "func specialized\n";
}

对我来说，似乎第二种方法更可取 . 对于初学者来说，它更加冗长，而且对于意图更加清晰（我们正在编写函数，所以让我们使用函数而不是无意义的包装器结构） . 此外，您可以使用一些很好的技巧来控制重载分辨率 . 例如，您可以在继承层次结构中包含非模板化的“标记”参数，并使用隐式转换来控制函数的优先级 . 每当你在重载中具体指定一个类型时，你也会得到隐式转换，如果你不喜欢这种行为，你可以在你的重载上使用enable_if来阻止它（让你回到与结构相提并论） .

是否有理由偏爱部分专业结构？这些原因有多普遍？即哪个应该是你的“默认”？如果您：a）计划自己实现所有特化，而b）这是否用作用户可以注入自己行为的自定义点，这会有所不同吗？

Herb Sutter有一篇关于避免功能模板专业化的着名博文 . 在其中，他还建议（接近结尾）更喜欢部分专门的结构来重载函数模板，但他似乎没有给出任何具体的理由：http://www.gotw.ca/publications/mill17.htm .

道德＃2：如果你正在编写一个函数库模板，宁愿把它写成一个永远不应该专门化或过载的单个函数模板

（重点补充） .

1 回答

Let's list first the options for creating several variants of the same template method:

模板功能专业化：不是一个选项，因为模板功能不能部分专业化 . （参见此处，此处和此处的SO线程） .

Simple overloading: 这可行， as the question mentions and demonstrates .
但是，它并不总是很好，我们将在下面看到 .
Using functor class partial specialization: 这是没有模板功能专业化的直接替代方案 .
Using std::enable_if along with template functions overloading: 当简单模板重载不起作用时，可以选择此方法，请参见下文 .

编辑：添加@Nir选项4

Using function parameters which are based on a template: 这种方法，正如Nir在评论中提出并在下面给出的，它启用了模板函数重载，但在调用方需要一些繁琐的语法，见下文 .

---编辑结束---

该问题提出了一种情况，当模板参数从调用中推导出来时，模板函数重载工作正常 . 但是，如果对模板函数的调用直接提供模板参数，并且需要根据模板参数的关系或条件匹配实现，则重载不再有用 .

请考虑以下事项：

template <typename T, T val1, T val2>
void isSame1() {
    cout << "val1: " << val1 << ", val2: " << val2 << " are "
         << (val1==val2?" ":"NOT ") << "the same" << endl;
}

虽然在编译时val1和val2是已知的，但是我们无法在编译时知道它们是相同的情况下部分特殊化 . 在这种情况下，函数重载没有帮助，对于两个非类型模板参数具有相同值的情况没有重载 .

通过类部分特化，我们可以做到：

template <typename T, T val1, T val2>
struct IsSameHelper {
    static void isSame() {
        cout << "val1: " << val1 << ", val2: " << val2 << " are NOT the same" << endl;
    }
};

// partial specialization
template <typename T, T val>
struct IsSameHelper<T, val, val> {
    static void isSame() {
        cout << "val1: " << val << ", val2: " << val << " are the same" << endl;
    }
};

template <typename T, T val1, T val2>
void isSame2() {
    IsSameHelper<T, val1, val2>::isSame();
}

或者，使用 std::enable_if ，我们可以：

template<typename T, T val1, T val2>
struct is_same_value : std::false_type {};

template<typename T, T val>
struct is_same_value<T, val, val> : std::true_type {};

template <typename T, T val1, T val2>
typename std::enable_if<!is_same_value<T, val1, val2>::value, void>::type isSame3() { 
    cout << "val1: " << val1 << ", val2: " << val2 << " are NOT the same" << endl;
}

template <typename T, T val1, T val2>
typename std::enable_if<is_same_value<T, val1, val2>::value, void>::type isSame3() {
    cout << "val1: " << val1 << ", val2: " << val2 << " are the same" << endl;
}

以上所有选项的主要内容如下：

int global1 = 3;
int global2 = 3;

//======================================================
// M A I N
//======================================================
int main() {
    isSame1<int, 3, 4>();
    isSame1<int, 3, 3>();
    isSame1<int*, &global1, &global1>();
    isSame1<int*, &global1, &global2>();

    isSame2<int, 3, 4>();
    isSame2<int, 3, 3>();
    isSame2<int*, &global1, &global1>();
    isSame2<int*, &global1, &global2>();

    isSame3<int, 3, 4>();
    isSame3<int, 3, 3>();
    isSame3<int*, &global1, &global1>();
    isSame3<int*, &global1, &global2>();
}

编辑：添加@Nir选项4

template <class T, T v> struct foo{
    static constexpr T val = v;
};

// in a .cpp
template <class T, T v>
constexpr T foo<T, v>::val; // required for non-integral / non-enum types

template <class T, T v1, T v2> void isSame4(foo<T, v1> f1, foo<T, v2> f2) {
    cout << "val1: " << f1.val << ", val2: " << f2.val << " are NOT the same" << endl;
}

template <class T, T v> void isSame4(foo<T, v> f1, foo<T, v> f2) {
    cout << "val1: " << f1.val << ", val2: " << f2.val << " are the same" << endl;
}

此选项的主要内容如下：

int global1 = 3;
int global2 = 3;

//======================================================
// M A I N
//======================================================
int main() {
    isSame4(foo<int, 4>(), foo<int, 3>());
    isSame4(foo<int, 3>(), foo<int, 3>());
    isSame4(foo<int*, &global1>(), foo<int*, &global1>());
    isSame4(foo<int*, &global1>(), foo<int*, &global2>());
}

我认为选项4的语法没有任何优势 . 但是人们可以不这么认为......

注意在选项4中需要一个.cpp文件，对于 T foo::val 的声明，在所有其他选项中，一切都适用于.h文件 .

---编辑结束---

总结：

基于模板元编程，我们可以获得编译时解析的情况，需要部分专业化 . 这可以通过类部分特化或使用enable_if来实现（对于其条件，它又需要其自己的类部分特化） .

见代码：http://coliru.stacked-crooked.com/a/65891b9a6d89e982

回复于 2024-04-28T12:31:47+08:00

部分专业结构vs重载功能模板

1 回答

请考虑以下事项：

以上所有选项的主要内容如下：

总结：

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