模板泛化全特化偏特化

template<>出现，就表示要特化了

为什么要特化呢？泛化不就是为了解决数据类型不一致吗？

泛化是通用，特化是优化，缺一不可

特化，又被成为全特化 full-specialization

偏特化 Partial specialization

接受两个模板参数，绑定其中一个模板参数，变成只有一个了（比如关联式容器）

vector<bool>是一个特化版本。

下图中的偏特化，一个是指针，另一个是const 指针：

特化

函数模板能被重载，而类模板不可以，我们可以通过特化来实现相似的效果，从而可以透明地获得具有更高效率的代码。
特化也分为了两种，全特化和偏特化。

不能将特化和重载混为一谈
全特化和偏特化都没有引入一个全新的模板或者模板实例。它们只是对原来的泛型（或者非特化）模板中已经隐式声明的实例提供另一种定义。
在概念上，这是一个相对比较重要的现象，也是特化区别于重载模板的关键之处。
函数模板重载样例

#include <iostream>using namespace std;//函数模板
template <typename T>
int fun(T){return 1;
}
//函数模板的重载
template <typename T>
int fun(T*){return 2;
}int main(){cout << fun<int*>((int*)0) << endl;cout << fun<int>((int*)0) << endl;return 0;
}

全特化

全特化是模板的一个唯一特例，指定的模板实参列表必须和相应的模板参数列表一一对应。
我们不能用一个非类型值来替换模类型参数。但是如果模板参数具有缺省模板实参，那么用来替换实参就是可选的。
全特化样例：

#include <iostream>
using namespace std;template<typename T1, typename T2>
class A{public:void function(T1 value1, T2 value2){cout<<"value1 = "<<value1<<endl;cout<<"value2 = "<<value2<<endl;}
};template<>
class A<int, double>{ // 类型明确化，为全特化类public:void function(int value1, double value2){cout<<"intValue = "<<value1<<endl;cout<<"doubleValue = "<<value2<<endl;}
};int main(){A<int, double> a;a.function(12, 12.3);return 0;
}

偏特化

偏特化是介于普通模板和全特化之间，只存在部分的类型明确化，而非将模板唯一化。
再次划重点 函数模板不能被偏特化。

偏特化类样例:

#include <iostream>
using namespace std;template<typename T1, typename T2>
class A{public:void function(T1 value1, T2 value2){cout<<"value1 = "<<value1<<endl;cout<<"value2 = "<<value2<<endl;}
};template<typename T>
class A<T, double>{ // 部分类型明确化，为偏特化类public:void function(T value1, double value2){cout<<"Value = "<<value1<<endl;cout<<"doubleValue = "<<value2<<endl;}
};int main(){A<char, double> a;a.function('a', 12.3);return 0;
}

偏特化的特殊例子

//这段代码是STL源码中的一部分
template <class Iterator>
struct iterator_traits {typedef typename Iterator::iterator_category iterator_category;typedef typename Iterator::value_type        value_type;typedef typename Iterator::difference_type   difference_type;typedef typename Iterator::pointer           pointer;typedef typename Iterator::reference         reference;
};
/** 偏特化版本，我们可以看到他的唯一不同之处就是T*,这也是偏特化的一种*/
template <class T>
struct iterator_traits<T*> {typedef random_access_iterator_tag iterator_category;typedef T                          value_type;typedef ptrdiff_t                  difference_type;typedef T*                         pointer;typedef T&                         reference;
};

重点总结

类模板和函数模板都可以被全特化；
类模板能偏特化，不能被重载；
函数模板全特化，不能被偏特化。

模板类调用优先级

对主版本模板类、全特化类、偏特化类的调用优先级从高到低进行排序是：
全特化类>偏特化类>主版本模板类
这样的优先级顺序对性能也是最好的

面试tag：

（请问函数模板和类模板有什么区别？）
除了上面所说的以外：

函数模板的实例化是由编译程序在处理函数调用时自动完成的，而类模板的实例化必须由程序员在程序中显式地指定。
即函数模板允许隐式调用和显式调用而类模板只能显式调用
与函数模板不同的是，类模板在实例化时必须显式地指明数据类型，编译器不能根据给定的数据推演出数据类型。
这期间有涉及到函数模板与模板函数，类模板与模板类的概念（类似于类与类对象的区别）。请看下面例子
注意：模板类的函数声明和实现必须都在头文件中完成，不能像普通类那样声明在.h文件中实现在.cpp文件中。
即，模板不支持分离编译 。如下是之前总结的模板为什么不支持分离编译
https://blog.csdn.net/wyn126/article/details/76733943
含义是：在定义模板的头文件.h时，模板的成员函数实现也必须写在头文件.h中，而不能像普通的类（class）那样，class的声明（declaration）写在.h文件中，class的定义（definition）写在.cpp文件中
类模板可以全特化和偏特化，而函数模板不能够偏特化，只能全特化。类模板如果需要一个接收指针的偏特化版本，那么就可以指针偏特化实现；而函数模板不存在偏特化。例如，在STL中需要设计的Iterator Traits，用于提取迭代器类的五种关联类型，而同时要使得算法对指针（理解为退化的迭代器）也能使用，而指针不是一个类，如何获取内部的5个类型呢？这里就用到了类模板类的指针偏特化来区分开T的指针和T 的迭代器。

复习一下函数重载：
为了交换不同类型的变量的值，我们通过函数重载定义了四个名字相同、参数列表不同的函数，如下所示：

#include <iostream>
using namespace std;//交换 int 变量的值
void Swap(int *a, int *b){int temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}//交换 float 变量的值
void Swap(float *a, float *b){float temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}//交换 char 变量的值
void Swap(char *a, char *b){char temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}//交换 bool 变量的值
void Swap(bool *a, bool *b){char temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}int main(){//交换 int 变量的值int n1 = 100, n2 = 200;Swap(&n1, &n2);cout<<n1<<", "<<n2<<endl;//交换 float 变量的值float f1 = 12.5, f2 = 56.93;Swap(&f1, &f2);cout<<f1<<", "<<f2<<endl;//交换 char 变量的值char c1 = 'A', c2 = 'B';Swap(&c1, &c2);cout<<c1<<", "<<c2<<endl;//交换 bool 变量的值bool b1 = false, b2 = true;Swap(&b1, &b2);cout<<b1<<", "<<b2<<endl;return 0;
}

注意，参数列表不同包括参数的个数不同、类型不同或顺序不同，仅仅参数名称不同是不可以的。函数返回值也不能作为重载的依据。

函数的重载的规则：

函数名称必须相同。
参数列表必须不同（个数不同、类型不同、参数排列顺序不同等）。
函数的返回类型可以相同也可以不相同。
仅仅返回类型不同不足以成为函数的重载。

C++ 是如何做到函数重载的

C++代码在编译时会根据参数列表对函数进行重命名，例如void Swap(int a, int b)会被重命名为_Swap_int_int，void Swap(float x, float y)会被重命名为_Swap_float_float。当发生函数调用时，编译器会根据传入的实参去逐个匹配，以选择对应的函数，如果匹配失败，编译器就会报错，这叫做重载决议（Overload Resolution）。

不同的编译器有不同的重命名方式，这里仅仅举例说明，实际情况可能并非如此。

从这个角度讲，函数重载仅仅是语法层面的，本质上它们还是不同的函数，占用不同的内存，入口地址也不一样。

关于函数模板和函数重载

接着上面讲；
这些swap函数虽然在调用时方便了一些，但从本质上说还是定义了三个功能相同、函数体相同的函数，只是数据的类型不同而已，这看起来有点浪费代码，能不能把它们压缩成一个函数呢？

可以借助本节讲的函数模板。

模板总结：

优点：

模板复用了代码，节省资源，C++标准库因此而产生
增强了代码的灵活性

缺点：

模板让代码变得凌乱复杂，不易维护，增加了编译时间
出现模板编译错误时，错误信息非常凌乱，不易维护
每种类型的参数都会产生额外的代码，导致文件膨胀，代码量过长

参考：模板的定义、使用及特化_跑够一万公里就结婚-CSDN博客_定义特化模板 https://blog.csdn.net/wyn126/article/details/79847665