模板专长

Question

我正在阅读Addison Wesley撰写的《 C ++模板：完整指南》一书，对类模板的专业化有疑问。 我了解它是如何工作的，但是我无法从给定的示例中了解何时使用此功能。 这是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(); 
    } 
}; 

这是专业化

#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，它似乎违反了有关封装的OOP原则。 客户是否需要知道有两个定义（可能位于不同的头文件中），然后根据赋予Stack类的类型T知道要包含哪个定义？ 在我看来，在这种情况下仅实现两个不同的类（一个通用的Stack类和一个专门的StackString类）会更好。

思考？

Answer 1

客户是否需要知道有两个定义（可能位于不同的头文件中），然后根据赋予Stack类的类型T知道要包含哪个定义？

绝对没有必要将它们放入两个不同的打开的头文件中，即库用户将看到和使用的头文件。 它们可能在内部组织为两个不同的实现标头，然后包含在用户将看到并包含的主要标头中。 但是，用户既不知道有一个明确的分工，也不是说他是用一个。

// 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"

请注意，在大多数情况下，由于用户应该/需要知道的原因，专业化仍然会被记录下来，因为它肯定存在。 （以std::vector<bool>为例。）

Answer 2

专门的类仅与未专门化的变体共享基本名称，实际上您必须完全重写接口和实现，没有任何以前的代码可以重用。

最受欢迎的专业是std::vector<bool> 。 bool类型需要1个字节，但实际上一个字节可以存储8个bool 。 当您需要布尔数组时，为了减少内存消耗，将更多的布尔数组打包在一个字节中似乎是合理的。 这里的专业化可以实现这一点。

对用户而言，所有事情都是透明的：您使用vector<bool>与vector<int> vector<bool>完全相同，但是第二个依赖于整数的动态数组，而第一个则以完全不同的方式使用位。

专业化不必一定在同一标头中，但是当用户包括该类时，应该使所有专业化可见，否则您可能会无法使用它们（您不想记住要包括使用vector<bool>时的另一个文件）。