Question

以下是g ++（STL的sgi版本）的STL实现的摘录。我想知道为什么他们使用部分特化而不是函数重载。

template <class InputIterator, class OutputIterator>
struct __copy_dispatch
{
  OutputIterator operator()(InputIterator first, InputIterator last,
                            OutputIterator result) {
    return __copy(first, last, result, iterator_category(first));
  }
};

//If the inputiterator and the outputiterator is all type T
//This is a partial specialization of the generalized version
template <class T>
struct __copy_dispatch<T*, T*>//-----------------------(1)
{
  T* operator()(T* first, T* last, T* result) {
    typedef typename __type_traits<T>::has_trivial_assignment_operator t; 
    return __copy_t(first, last, result, t());
  }
};

//Strictly speaking this is a partial specialization of the last template function
template <class T>
struct __copy_dispatch<const T*, T*>//-----------------(2)
{
  T* operator()(const T* first, const T* last, T* result) {
    typedef typename __type_traits<T>::has_trivial_assignment_operator t; 
    return __copy_t(first, last, result, t());
  }
};


//The generalized version of copy
template <class InputIterator, class OutputIterator>
inline OutputIterator copy(InputIterator first, InputIterator last,
                           OutputIterator result)
{
  return __copy_dispatch<InputIterator,OutputIterator>()(first, last, result);
}

//A overload version
inline char* copy(const char* first, const char* last, char* result) {
  memmove(result, first, last - first);
  return result + (last - first);
}

如果我使用像：

这样的重载版本怎么办？

#include <iostream>

using namespace std;


template <class InputIterator, class OutputIterator>
OutputIterator copy_dispatch(InputIterator first, InputIterator last,
                            OutputIterator result) {
    cout << "now in first" << endl;
    return result;
}
template <class T>
T* copy_dispatch(T* first, T* last, T* result) {
    cout << "now in second" << endl;
    return 0;
}
template <class T>
T* copy_dispatch(const T* first, const T* last, T* result) {
    cout << "now in third" << endl;
    return 0;
}

int main( void ) {
    int a[]={1,2,3,4,5,6};
    double b[] = {1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0};
    int c[]={0,0,0,0,0,0};
    int const d[]={0,0,0,0,0,0};

    copy_dispatch(a,a+6, b);
    copy_dispatch(a, a+6, c);
    copy_dispatch(d, d+6, c);

}

输出结果为：

now in first
now in second
now in third

似乎它也可以正常工作？

那么还有什么理由可以使用具有部分特化而不是函数重载的仿函数类

更新

以下是STL的sgi实现的一些其他摘录：

//sgi 4.5
template<bool>
struct _Destroy_aux
{
  template<typename _ForwardIterator>
    static void
    __destroy(_ForwardIterator __first, _ForwardIterator __last)
    {
      for (; __first != __last; ++__first)
        std::_Destroy(&*__first);
    }
};
 
template<>
struct _Destroy_aux<true>
{
  template<typename _ForwardIterator>
    static void
    __destroy(_ForwardIterator, _ForwardIterator) { }
 
};

//in an old version of sgi 2.9 this is implemented with function overload
template <class ForwardIterator>
inline void
__destroy_aux(ForwardIterator first, ForwardIterator last, __false_type) {
  for ( ; first < last; ++first)
    destroy(&*first);
}
 
template <class ForwardIterator> 
inline void __destroy_aux(ForwardIterator, ForwardIterator, __true_type) {}
 
template <class ForwardIterator, class T>
inline void __destroy(ForwardIterator first, ForwardIterator last, T*) {
  typedef typename __type_traits<T>::has_trivial_destructor trivial_destructor;
  __destroy_aux(first, last, trivial_destructor());

Answer 1

Function template specializations do not participate in overload resolution，类模板无法推断出它们的参数。这导致函数模板重载的不规则模式和普通函数作为部分和显式特化的代理。

为了结合两者的优点，大多数通用代码都会执行您在问题中显示的内容

//The generalized version of copy
template <class InputIterator, class OutputIterator>
inline OutputIterator copy(InputIterator first, InputIterator last,
                           OutputIterator result)
{
  return __copy_dispatch<InputIterator,OutputIterator>()(first, last, result);
}

顶级函数模板推导出其参数（可帮助用户编写紧凑代码），内部类模板专门用于各种特殊情况（有助于编译器启用优化）。内部函数对象的顶级函数包装器由每个体面的编译器内联，因此没有开销。

更新：正如您自己注意到的那样，技术上，您可以通过将部分类模板专业化替换为函数模板重载来实现相同的效果，并使用显式类模板专门化来实现普通函数（而不是允许的显式函数模板特化，如Sutter专栏中所述，不会参与重载决策）。

因为委托给类模板函数对象的函数模板对于部分和显式特化都表现得更加规则，所以对于库编写者和用户来说，维护或修改它们时都不那么微妙。这是保持简单的原则。

Answer 2

这主要是一个偏好问题。可以使用类模板部分特化完成的函数调用的任何编译时调度，也可以使用函数模板重载，反之亦然。实际上，标准通过引用重载函数模板的部分排序来定义类模板部分特化的部分排序（14.5.5.2）。

也就是说，有时你需要一个编译时选择来控制除了调用哪个函数之外的其他东西。类模板可以包含任意数量的成员函数和成员typedef，而不仅仅是一个函数。在C ++ 11的constexpr之前，静态类成员是设置依赖于模板参数的常量表达式的最佳方法，因此它的特化可以用作模板参数，数组边界等等。上。

Answer 3

我会添加一个案例，你的解决方案有“问题”

template <class T> void foo(T t) { std::cout << "foo<T>" << std::endl; }   // (a)
template <class T> void foo(T* t) { std::cout << "foo<T*>" << std::endl; } // (b)

void bar() {
    int i = 0;

    foo(i);          // call (a) f<int>(int)
    foo(&i);         // call (b) f<int>(int*)
    foo<int*>(&i);   // call (a) f<int*>(int*) and not (b)
}

所以在你的情况下，如果我打电话

copy_dispatch<char*, char*>

我没有得到STL中的专业化。

是选择模板函数的重载还是函数的部分特化（函数对象）

3 个答案: