模板专业化

Question

我正在阅读Addison的“C++模板:完整指南”一书，并有一个关于类模板的专门化的问题。我理解它是如何工作的，但是我很难理解您何时会从给定的示例中使用这个特性。下面是Stack类的一般定义：

#include <vector> 
#include <stdexcept> 

template <typename T> 
class Stack { 
  private: 
    std::vector<T> elems;     // elements 

  public: 
    void push(T const&);      // push element 
    void pop();               // pop element 
    T top() const;            // return top element 
    bool empty() const {      // return whether the stack is empty 
        return elems.empty(); 
    } 
}; 

这是专业知识

#include <deque> 
#include <string> 
#include <stdexcept> 
#include "stack1.hpp" 

template<> 
class Stack<std::string> { 
  private: 
    std::deque<std::string> elems;  // elements 

  public: 
    void push(std::string const&);  // push element 
    void pop();                     // pop element 
    std::string top() const;        // return top element 
    bool empty() const {            // return whether the stack is empty 
        return elems.empty(); 
    } 
}; 

我的问题是，它似乎违背了关于封装的OOP原则。客户端是否需要知道有两个定义，可能存在于不同的头文件中，然后根据Stack类的类型T知道应该包含哪一个定义？在我看来，您最好在这个场景中实现两个不同的类，一个是通用堆栈类，另一个是专门的StackString类。

有什么想法？

Answer 1

客户端是否需要知道有两个定义，可能存在于不同的头文件中，然后根据Stack类的类型T知道应该包含哪一个定义？

绝对没有必要将它们放入两个不同的打开头中，即库的用户将看到和使用的标题。它们可能在内部组织在两个不同的实现头中，然后包含在用户将看到和包含的主实现头中。但是用户既不知道有一个明确的专门化，也不知道他正在使用一个专门化。

// Stack.impl.hpp

// primary template:
template <typename T>
class Stack {
   // [...]
};

// Stack_StringSpec.impl.hpp

#include "Stack.impl.hpp"
// explicit specialization:
template <>
class Stack<std::string> {
   // [...]
};

// Stack.hpp

#include "Stack.impl.hpp" // Included for clarity
#include "Stack_StringSpec.impl.hpp"

注意，在大多数情况下，专门化仍然会被记录下来，因为它的存在是出于用户应该/需要知道的原因。(以std::vector<bool>为例。)

Answer 2

专门化类只与非专用变量共享基本名称，实际上您必须完全重写接口和实现，不能重用以前的代码。

最流行的专业是std::vector<bool>。bool类型需要一个字节，但实际上一个字节可以存储8个bools。当您需要一个bools数组时，为了减少内存消耗，将更多的bools打包在一个字节中似乎是合理的。这里的专门化允许精确地实现这一点。

对于用户来说，一切都是透明的:您使用的vector<bool>与vector<int>完全一样，但是第二个依赖于一个动态的in数组，而第一个则以完全不同的方式处理比特。

专门化不必在同一个标题中，但是当用户包含类时，您应该注意使所有的专门化可见，否则他可能无法使用它们(当您使用vector<bool>时，您不想记住包含另一个文件)。