C++模板的显式具体化

uacs2024 / 2024-03-15 / 原文

C++ 模板

C++ 没有办法限制类型参数的范围，我们可以使用任意一种类型来实例化模板。但是模板中的语句（函数体或者类体）不一定就能适应所有的类型，可能会有个别的类型没有意义，或者会导致语法错误。

例如有下面的函数模板，它用来获取两个变量中较大的一个：

template<class T> const T& Max(const T& a, const T& b){
    return a > b ? a : b;
}

请读者注意a > b这条语句，>能够用来比较 int、float、char 等基本类型数据的大小，但是却不能用来比较结构体变量、对象以及数组的大小，因为我们并没有针对结构体、类和数组重载>。

另外，该函数模板虽然可以用于指针，但比较的是地址大小，而不是指针指向的数据，所以也没有现实的意义。

除了>，+-*/==<等运算符也只能用于基本类型，不能用于结构体、类、数组等复杂类型。总之，编写的函数模板很可能无法处理某些类型，我们必须对这些类型进行单独处理。

模板是一种泛型技术，它能接受的类型是宽泛的、没有限制的，并且对这些类型使用的算法都是一样的（函数体或类体一样）。但是现在我们希望改变这种“游戏规则”，让模板能够针对某种具体的类型使用不同的算法（函数体或类体不同），这在 C++ 中是可以做到的，这种技术称为模板的显示具体化。

函数模板和类模板都可以显示具体化，下面我们先讲解函数模板的显示具体化，再讲解类模板的显示具体化。

函数模板的显式具体化

在讲解函数模板的显示具体化语法之前，我们先来看一个显示具体化的例子：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

typedef struct{
    string name;
    int age;
    float score;
} STU;

//函数模板
template<class T> const T& Max(const T& a, const T& b);
//函数模板的显示具体化（针对STU类型的显示具体化）
template<> const STU& Max<STU>(const STU& a, const STU& b);
//重载<<
ostream & operator<<(ostream &out, const STU &stu);

int main(){
    int a = 10;
    int b = 20;
    cout<<Max(a, b)<<endl;
   
    STU stu1 = { "王明", 16, 95.5};
    STU stu2 = { "徐亮", 17, 90.0};
    cout<<Max(stu1, stu2)<<endl;
    return 0;
}

template<class T> const T& Max(const T& a, const T& b){
    return a > b ? a : b;
}

template<> const STU& Max<STU>(const STU& a, const STU& b{
    return a.score > b.score ? a : b;
}

ostream & operator<<(ostream &out, const STU &stu){
    out<<stu.name<<" , "<<stu.age <<" , "<<stu.score;
    return out;
}