基础知识：C++的模板及模板特化

    说起C++的模板及模板特化， 相信很多人都很熟悉 ，但是说到模板特化的几种类型，相信了解的人就不是很多。我这里归纳了模板特化的几种类型， 一是特化为绝对类型； 而是特化为引用，指针类型；三是特化为另外一个模板类。

     这里用一个简单的例子来说明这三种情况：

 // general version

template<class T>

class Compare

{

public:

    static bool IsEqual(const T& lh, const T& rh)

    {

        return lh == rh;

    }

};

    这是一个用于比较的模板类，里面可以有多种用于比较的函数， 以IsEqual为例。
 
    一、特化为绝对类型

    也就是说直接为某个特定类型做特化，这是我们最常见的一种特化方式， 如特化为float, double等

 // specialize for float

template<>

class Compare<float>

{

public:

    static bool IsEqual(const float& lh, const float& rh)

    {

        return abs(lh - rh) < 10e-3;

    }

};

// specialize for double

template<>

class Compare<double>

{

public:

    static bool IsEqual(const double& lh, const double& rh)

    {

        return abs(lh - rh) < 10e-6;

    }

};

    二、特化为引用，指针类型

    这种特化我最初是在stl源码的的iterator_traits特化中发现的， 如下：

 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;

};

// specialize for _Tp*

template <class _Tp>

struct iterator_traits<_Tp*> {

  typedef random_access_iterator_tag iterator_category;

  typedef _Tp                         value_type;

  typedef ptrdiff_t                   difference_type;

  typedef _Tp*                        pointer;

  typedef _Tp&                        reference;

};

// specialize for const _Tp*

template <class _Tp>

struct iterator_traits<const _Tp*> {

  typedef random_access_iterator_tag iterator_category;

  typedef _Tp                         value_type;

  typedef ptrdiff_t                   difference_type;

  typedef const _Tp*                  pointer;

  typedef const _Tp&                  reference;

};

    当然，除了T*, 我们也可以将T特化为 const T*, T&, const T&等，以下还是以T*为例：

 // specialize for T*

template<class T>

class Compare<T*>

{

public:

    static bool IsEqual(const T* lh, const T* rh)

    {

        return Compare<T>::IsEqual(*lh, *rh);

    }

};

    这种特化其实是就不是一种绝对的特化， 它只是对类型做了某些限定，但仍然保留了其一定的模板性，这种特化给我们提供了极大的方便， 如这里， 我们就不需要对int*, float*, double*等等类型分别做特化了。

    三、特化为另外一个模板类

    这其实是第二种方式的扩展，其实也是对类型做了某种限定，而不是绝对化为某个具体类型，如下：

 // specialize for vector<T>

template<class T>

class Compare<vector<T> >

{

public:

    static bool IsEqual(const vector<T>& lh, const vector<T>& rh)
 
    {

        if(lh.size() != rh.size()) return false;

        else

        {

            for(int i = 0; i < lh.size(); ++i)

            {

                if(lh[i] != rh[i]) return false;

            }

        }

        return true;

    }

};

    这就把IsEqual的参数限定为一种vector类型， 但具体是vector<int>还是vector<float>， 我们可以不关心， 因为对于这两种类型，我们的处理方式是一样的，我们可以把这种方式称为“半特化”。
 
    当然， 我们可以将其“半特化”为任何我们自定义的模板类类型：

 // specialize for any template class type

template <class T1> 

struct SpecializedType

{

    T1 x1;

    T1 x2;

};

template <class T>

class Compare<SpecializedType<T> >

{

public:

    static bool IsEqual(const SpecializedType<T>& lh, const SpecializedType<T>& rh)

    {

        return Compare<T>::IsEqual(lh.x1 + lh.x2, rh.x1 + rh.x2);

    }

};

    这就是三种类型的模板特化， 我们可以这么使用这个Compare类：

 // int

int i1 = 10;

int i2 = 10;

bool r1 = Compare<int>::IsEqual(i1, i2);

// float

float f1 = 10;

float f2 = 10;

bool r2 = Compare<float>::IsEqual(f1, f2);

// double

double d1 = 10;

double d2 = 10;

bool r3 = Compare<double>::IsEqual(d1, d2);

// pointer

int* p1 = &i1;

int* p2 = &i2;

bool r4 = Compare<int*>::IsEqual(p1, p2);

// vector<T>

vector<int> v1;

v1.push_back(1);

v1.push_back(2);

vector<int> v2;

v2.push_back(1);

v2.push_back(2);

bool r5 = Compare<vector<int> >::IsEqual(v1, v2);

// custom template class 

SpecializedType<float> s1 = {10.1f,10.2f};

SpecializedType<float> s2 = {10.3f,10.0f};

bool r6 = Compare<SpecializedType<float> >::IsEqual(s1, s2);