C++之类模板全特化和偏特化

类模板

类模板是通用类的描述，使用任意类型（泛型）来描述类的定义。

使用类模板的时候，指定具体的数据类型，让编译器生成该类型的类定义。

注意：函数模板中可以不指定具体数据类型，让编译器自动推到，但是类模板不可以。
注意：模板编程不支持分离式编译，即模板类/模板函数的声明与定义应该放在头文件里，否则会在链接时报错；

template <class T>
class 类模板名
{类的定义;
};

注意

1）在创建对象的时候，必须指明具体的数据类型。
2）使用类模板时，数据类型必须适应类模板中的代码。
3）类模板可以为通用数据类型指定缺省的数据类型（C++11标准的函数模板也可以）。
4）模板类的成员函数可以在类外实现。
5）可以用new创建模板类对象。
6）在程序中，模板类的成员函数使用了才会创建。

下面给出示例

#include <iostream>         // 包含头文件。
using namespace std;        // 指定缺省的命名空间。
template <class T1, class T2 = string>
class AA
{
public:T1 m_a;      // 通用类型用于成员变量。T2 m_b;      // 通用类型用于成员变量。AA() {}      // 默认构造函数// 通用类型用于成员函数的参数。AA(T1 a, T2 b) :m_a(a), m_b(b) {  }// 通用类型用于成员函数的返回值。T1 geta()            // 获取成员m_a的值。{T1 a = 2;        // 通用类型用于成员函数的代码中。return m_a + a;}T2 getb();            // 获取成员m_b的值。
};template <class T1, class T2>
T2 AA<T1, T2>::getb()            // 获取成员m_b的值。
{return m_b;
}
int main()
{AA<int, string>* a = new AA<int, string>(3, "西施");     // 用模板类AA创建对象a。cout << "a->geta()=" << a->geta() << endl;cout << "a->getb()=" << a->getb() << endl;delete a;return 0;
}

类模板全特化和部分特化

模板类具体化（特化、特例化）有两种：完全具体化和部分具体化。
具体化程度高的类优先于具体化程度低的类，具体化的类优先于没有具体化的类。
具体化的模板类，成员函数类外实现的代码应该放在源文件中。

下面给出示例

#include <iostream>         
using namespace std;    // 类模板
template<class T1, class T2>
class AA {
public:T1 m_x;T2 m_y;AA(const T1 x, const T2 y) :m_x(x), m_y(y) { cout << "类模板：构造函数。\n"; }void show() const;
};
template<class T1, class T2>
void AA<T1, T2>::show() const 
{cout << "类模板：x = " << m_x << ", y = " << m_y << endl;
}
// 类模板特化
template<>
class AA<int, string> {
public:int      m_x;string m_y;AA(const int x, const string y) :m_x(x), m_y(y) { cout << "完全具体化：构造函数。\n"; }void show() const;
};void AA<int, string>::show() const 
{cout << "完全具体化：x = " << m_x << ", y = " << m_y << endl;
}
// 类模板部分特化
template<class T1>
class AA<T1, string> {
public:T1 m_x;string m_y;AA(const T1 x, const string y) :m_x(x), m_y(y) { cout << "部分具体化：构造函数。\n"; }void show() const;
};
template<class T1>
void AA<T1, string>::show() const 
{cout << "部分具体化：x = " << m_x << ", y = " << m_y << endl;
}
int main()
{// 具体化程度高的类优先于具体化程度低的类，具体化的类优先于没有具体化的类。AA<int, string> aa1(8, "张三");   // 将使用完全具体化的类。AA<char, string> aa2(8, "李四");   // 将使用部分具体化的类。AA<int, double> aa3(8, 9666);      // 将使用模板类。
}

模板类于继承

1）模板类继承普通类（常见）。
2）普通类继承模板类的实例化版本。
3）普通类继承模板类。(常见)
4）模板类继承模板类。
5）模板类继承模板参数给出的基类（不能是模板类）。

下面主要讲普通类继承模板类

#include <iostream>        
using namespace std;        template<class T1, class T2>
class BB   
{
public:T1 m_x;T2 m_y;BB(const T1 x, const T2 y) : m_x(x), m_y(y) { cout << "调用了BB的构造函数。\n"; }void func2() const { cout << "调用了func2()函数：x = " << m_x << ", y = " << m_y << endl; }
};template<class T1, class T2>
class AA:public BB<T1,T2>     // 普通类AA变成了模板类，才能继承模板类。
{
public:int m_a;AA(int a, const T1 x, const T2 y) : BB<T1,T2>(x,y),m_a(a) { cout << "调用了AA的构造函数。\n"; }void func1() { cout << "调用了func1()函数：m_a=" << m_a << endl;; }
};int main()
{AA<int,string> aa(3,8, "我是一只傻傻鸟。");aa.func1();aa.func2();return 0;
}

模板类继承模板类

#include <iostream>         // 包含头文件。
using namespace std;        // 指定缺省的命名空间。template<class T1, class T2>
class BB      // 模板类BB。
{
public:T1 m_x;T2 m_y;BB(const T1 x, const T2 y) : m_x(x), m_y(y) { cout << "调用了BB的构造函数。\n"; }void func2() const { cout << "调用了func2()函数：x = " << m_x << ", y = " << m_y << endl; }
};template<class T1, class T2>
class AA:public BB<T1,T2>     // 普通类AA变成了模板类，才能继承模板类。
{
public:int m_a;AA(int a, const T1 x, const T2 y) : BB<T1,T2>(x,y),m_a(a) { cout << "调用了AA的构造函数。\n"; }void func1() { cout << "调用了func1()函数：m_a=" << m_a << endl;; }
};template<class T, class T1, class T2>
class CC :public BB<T1, T2>   // 模板类继承模板类。
{
public:T m_a;CC(const T a, const T1 x, const T2 y) : BB<T1, T2>(x, y), m_a(a) { cout << "调用了CC的构造函数。\n"; }void func3() { cout << "调用了func3()函数：m_a=" << m_a << endl;; }
};int main()
{CC<int,int,string> cc(3,8, "芜湖");cc.func3();cc.func2();
}

模板类继承模板参数给出的基类

#include <iostream>         // 包含头文件。
using namespace std;        // 指定缺省的命名空间。class AA {
public:AA()         { cout << "调用了AA的构造函数AA()。\n"; }AA(int a) { cout << "调用了AA的构造函数AA(int a)。\n"; }
};class BB {
public:BB()         { cout << "调用了BB的构造函数BB()。\n"; }BB(int a) { cout << "调用了BB的构造函数BB(int a)。\n"; }
};class CC {
public:CC()         { cout << "调用了CC的构造函数CC()。\n"; }CC(int a) { cout << "调用了CC的构造函数CC(int a)。\n"; }
};template<class T>
class DD {
public:DD()         { cout << "调用了DD的构造函数DD()。\n"; }DD(int a) { cout << "调用了DD的构造函数DD(int a)。\n"; }
};template<class T>
class EE : public T {          // 模板类继承模板参数给出的基类。
public:EE() :T()           { cout << "调用了EE的构造函数EE()。\n"; }EE(int a) :T(a) { cout << "调用了EE的构造函数EE(int a)。\n"; }
};int main()
{EE<AA> ea1;                 // AA作为基类。EE<BB> eb1;                 // BB作为基类。EE<CC> ec1;                 // CC作为基类。EE<DD<int>> ed1;      // DD<int>作为基类。// EE<DD> ed1;                // DD作为基类，错误。
}