Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

const char *p1 = "hi", *p2 = "mom";

compare(p1, p2); // вызывает первый шаблон

compare("hi", "mom"); // вызывает шаблон с двумя параметрами значения

Нет никакого способа преобразовать указатель в ссылку на массив, поэтому вторая версия функции compare()не подходит для передачи указателей p1и p2как аргументов.

Для обработки символьных указателей (в отличие от массивов) можно определить специализацию шаблона (template specialization) для первой версии функции compare(). Специализация — это отдельное определение шаблона, в котором определяется один или несколько параметров шаблона для получения специфического типа.

При специализации шаблона функции следует предоставить аргументы для каждого параметра первоначального шаблона. Для указания специализации шаблона используется ключевое слово template, сопровождаемое парой пустых угловых скобок ( <>). Пустые скобки означают, что аргументы будут предоставлены для всех параметров первоначального шаблона:

// специальная версия compare() для работы с указателями на символьные

// массивы

template <>

int compare(const char* const &p1, const char* const &p2) {

return strcmp(p1, p2);

}

Трудная для понимания часть этой специализации относится к типам параметра функции. При определении специализации типы параметров функции должны совпадать с соответствующими типами ранее объявленного шаблона:

template int compare(const T&, const T&);

В этой специализации параметры функции являются ссылками на константные типы. Подобно псевдонимам типа, взаимодействие между типами параметра шаблона, указателями и константами может удивить (см. раздел 2.5.1).

Необходимо определить специализацию шаблона этой функции с типом const char*для параметра Т. Функция потребует ссылки на константную версию этого типа. Константная версия типа указателя — это константный указатель, а не указатель на константу (см. раздел 2.4.2). В данной специализации следует использовать тип const char* const &, являющийся ссылкой на константный указатель на константный символ.

При определении специализации шаблона функции разработчик, по существу, выполняет задачу компилятора. Таким образом, определение предоставляется для использования специфического экземпляра первоначального шаблона. Важно понимать, что специализация — это создание экземпляра функции; а не перегрузка ее экземпляра.

Специализация создает экземпляр шаблона, а не перегружает его. В результате специализация не затрагивает механизм подбора функций.

Может ли определение некой функции как специализации шаблона или как независимой, не шаблонной функции повлиять на подбор функций? Предположим, например, что имеется определение двух версий шаблонной функции compare(): той, что получает параметры как ссылки на массив, и другой, которая получает тип const T&. Факт наличия специализации для символьных указателей никак не влияет на подбор функции:

compare("hi", "mom")

Когда функция compare()вызывается для строкового литерала, оба шаблона функции оказываются подходящими и обеспечивают одинаково хорошее (т.е. точное) соответствие вызову. Однако версия с параметрами символьного массива более специализирована (см. раздел 16.3), она и выбирается для этого вызова.

Если бы была определена версия функции compare(), получающая указатели на символы, как простая, не шаблонная функция (а не как специализация шаблона), то этот вызов разрешится по-другому. В данном случае было бы три подходящих функции: эти два шаблона и не шаблонная версия указателя на символ. Все три одинаково хорошо подходят для этого вызова. Как уже упоминалось, когда нешаблонная функция обеспечивает одинаково хорошее соответствие с шаблонной, выбирается нешаблонная функция (см. раздел 16.3).

Чтобы специализировать шаблон, объявление его оригинала должно быть в области видимости. Кроме того, объявление специализации должно быть в области видимости перед любым кодом, использующим экземпляр шаблона.

Пропуск объявления обычных классов и функций найти очень просто — компилятор не сможет обработать такой код. Но при отсутствии объявления специализации компилятор обычно создает код, используя первоначальный шаблон. Поэтому ошибки в порядке объявления шаблона и его специализации довольно просто допустить, но очень трудно найти.

Использование специализации и экземпляра первоначального шаблона с тем же набором аргументов шаблона является ошибкой. Но компилятор вряд ли обнаружит эту ошибку.

Шаблоны и их специализации должны быть объявлены в том же файле заголовка. Объявления всех шаблонов с данным именем должны располагаться сначала, а затем все специализации этих шаблонов.

Кроме специализации шаблонов функций, вполне можно также специализировать шаблоны классов. В качестве примера определим специализацию библиотечного шаблона hash, который можно использовать для хранения объектов класса Sales_dataв неупорядоченном контейнере. По умолчанию неупорядоченные контейнеры используют для организации своих элементов класс hash(см. раздел 11.4). Чтобы использовать его с собственным типом данных, следует определить специализацию шаблона hash. Специализированный класс hashдолжен определять следующее.

• Перегруженный оператор вызова (см. раздел 14.8), возвращающий тип size_tи получающий объект типа ключа контейнера.

• Два члена-типа result_typeи argument_type, соответствующие типу возвращаемого значения и типу аргумента оператора вызова.

• Стандартный конструктор и оператор присвоения копии, которые могут быть определены неявно (см. раздел 13.1.2).

Единственное осложнение в определении этой специализации класса hash состоит в том, что специализация шаблона должна быть в том же пространстве имен, в котором определяется первоначальный шаблон. Более подробная информация о пространствах имен приведена в разделе 18.2, а пока достаточно знать, что к пространству имен можно добавлять члены. Для этого следует сначала открыть пространство имен:

// открыть пространство имен std, чтобы можно было специализировать

// класс std::hash

namespace std {