模板显式、隐式实例化和(偏)特化、具体化的详细分析

最近看了看到了模板的特化,突然想起来上说的显式具体化、隐式具体化、特化、偏特化、具体化等概念弄得头晕脑胀,我在网上了找了好多帖子,才把概念给理清楚。

一下是我把再网上找的资料整理一下。

看着这么多叫法,其实就是三种。

1. 显示实例化

2. 隐式实例化

3. 特化(=具体化)、偏特化

一、实例化

1.显示、隐式实例化

什么是实例化:一个通过使用具体值替换模板参数,从模板产生的普通类,函数或者成员函数的过程。

显示实例化:通过名字可见,就是清楚的表明你要实例化的类型

隐式实例化:通过编译器自己推测判断要实例化的类型。

比如一个模板:


a. 显示实例化

template void swap<int>(); // 无须给该函数重新编写函数体,这只是个声明

为什么要显示实例化?

主要是提高效率,当显式实例化模板时,在使用模板之前,编译器根据显式实例化指定的类型生成模板实例,这样就相当于本程序里面有个一

这样的话,每次需要调用 swap(a,b)的时候每次都重新生成该类型的代码,可以节省空间,也能提高效率。这就是为什么要是显式的实例化的原因。

b. 隐式实例化

隐式实例化指的是:在使用模板之前,编译器不生成模板的声明和定义实例。只有当使用模板时,编译器才根据模板定义生成相应类型的实例。

隐式实例化就是程序员为了省事,把类型省略让编译器判断,这是一个偷懒的表现吧。

二、特化

1.  特化(=具体化)

然而通常又有一些特殊的情况,不能直接使用泛型模板展开实现,这时就需要针对某个特殊的类型或者是某一类特殊的类型,而实现一个特例模板————即模板特化

当T如果为 一个 struct类型的,它的交换就无法进行,所以我们针对这种特殊的情形,我们专门写了一个函数,只有当T为 这种struct类型时候,才会调用这个特化的函数

2. 偏特化

模板的偏特化是指需要根据模板的部分参数进行特化。

a. 类模板的偏特化

例如c++标准库中的类vector的定义

b. 函数模板的偏特化

网上看到有人说:从严格意义上讲,函数模板并不支持偏特化(我对这个不是很理解),但由于可以对函数进行重载,所以可以达到类似于类模板偏特化的效果。
比如:
a) template <class T> void f(T);

根据重载规则,对a)进行重载

b) template < class T> void f(T*);

如果将a)称为基模板,那么b)称为对基模板a)的重载,而非对a)的偏特化。

这里我就不深入的剖析偏特化了。

三、模板的匹配顺序

1. 类模板的匹配规则

例如:

每个类型都可以用作普通型(a)的参数,但只有指针类型才能用作(b)的参数,而只有void*才能作为(c)的参数

所以,当一个调用一个模板类,首先,找显式实例化的,如果不匹配;接着,找特化的,然后,找偏特化的,最后,根据模板隐式实例化

2.函数模板的匹配规则

例如:

以上书写的顺序就是模板的调用顺序。

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