模板化函数模板专用化

Templated function template specialization

本文关键字：专用 函数模板      更新时间：2023-10-16

我想为模板函数编写一个专用化，其中它专用的类型本身就是模板化类型。(我使用的是 C++11 或更高版本。

在下面的示例代码中，我有通用函数convertTo和int的工作专用化，允许我使用convertTo<int>(s)(如图所示)。但是我不知道如何为例如std::set<T>编写专业化。这是我尝试过的：

#include <string>
#include <sstream>
#include <set>
#include <unordered_set>
using namespace std;
// generic version
template<class T> T convertTo(const char* str) {
T output;
stringstream ss(str, stringstream::in);
ss >> output;
return output;
}
// specialization for int. works.
template <>
int convertTo<int>(const char* str) {
return atoi(str);
}
template <>
template<class T> set<T> convertTo<set<T>>(const char* str) {
set<T> S;
// TODO split str by comma, convertTo<T>(each element) and put into S
return S;
}
template <>
template<class T> unordered_set<T> convertTo<unordered_set<T>>(const char* str) {
unordered_set<T> S;
// TODO split str by comma, convertTo<T>(each element) and put into S
return S;
}
int main() {
float f = convertTo<float>("3.141");
int i = convertTo<int>("123");
set<int> os = convertTo<set<int>>("9,8,7,6");
unordered_set<int> os = convertTo<unordered_set<int>>("9,8,7,6");
return 0;
}

使用g ++ 6.3.0，我收到错误消息：

too many template parameter lists in declaration of ‘std::set<T> convertTo(const char*)’

所以我试图注释掉尝试专业化template<>上面的行，但后来我得到：

non-class, non-variable partial specialization ‘convertTo<std::set<T, std::less<_Key>, std::allocator<_CharT> > >’ is not allowed

我不明白。我没打算写部分专业化？

我不想使用template<class Container>，因为我希望能够为不同的容器类编写特定的代码。(我的代码中的其他模板类需要这个。

关于如何做到这一点的任何建议？

无论出于何种原因，此问题的常见答案是转发到实现结构的静态方法。结构可以部分专用，因此这确实可以解决问题。但通常最好使用重载;造成这种情况的原因有很多，但在这里我只是限制自己说每个实现的样板较少。你可以这样做：

template <class T>
struct tag{}; // implementation detail
template<class T>
T convertTo(const char* str, tag<T>) {
T output;
stringstream ss(str, stringstream::in);
ss >> output;
return output;
}
int convertTo(const char* str, tag<int>) {
return atoi(str);
}
template<class T>
set<T> convertTo(const char* str, tag<set<T>>) {
set<T> S;
// TODO split str by comma, convertTo<T>(each element) and put into S
return S;
}
template<class T>
unordered_set<T> convertTo(const char* str, tag<unordered_set<T>>) {
unordered_set<T> S;
// TODO split str by comma, convertTo<T>(each element) and put into S
return S;
}
template <class T>
T convertTo(const char * s) {
return convertTo(s, tag<T>{});
};

所有convertTo采取两个参数现在都只是过载，这很好。面向convertTo的用户只需使用我们的小标签结构调用两个参数表单，以与部分专用化完全相同的方式控制调度。

这种技术还有很多其他有趣的优点，比如能够使用额外的类似tag的结构和派生基转换更精确地控制过载分辨率，ADL/2 相查找的实用程序，但它有点超出这里的范围。

部分专用化是指指定模板类型的部分，而不是整个模板。例如

template <>
template<class T> set<T> convertTo<set<T>>(const char* str)

如果允许部分功能专用化，将部分专化set<T>。

处理此问题的两种主要方法是通过删除template<>部分来代替重载，或者更好地切换到使用模板类专用化。重载的问题在于，如果您使用另一个模板(如set<T>)或单个类型(如int)重载，它看起来有些不同，并且混合专业化和重载几乎肯定不会像您预期的那样工作。

因此，模板类专用化通常是最好的方法，可以像这样完成：

// Generic version
template <typename T>
class Converter {
public:
T operator() (const char* str) {
T output;
stringstream ss(str, stringstream::in);
ss >> output;
return output;
}
};
template <>
class Converter<int> {
public:
int operator() (const char* str) {
return atoi(str);
}
};
// ...
template <typename T>
T convertTo(const char* str) {
return Converter<T>{}(str);
}

这样，您就可以毫无问题地为课程使用所需的任何类型的专业化。

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