[函数模板]显式具体化

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函数模板的具体化(explicit specialization)，简单的说就是可以提供一个具体化的函数定义，其中包含所需的代码。当编译器找到与函数调用匹配的具体定义时，将使用该定义，而不再寻找模板。

具体化机制随着 C++ 的演变而不断变化。下面介绍 C++ 标准定义的形式。

1. 第三代具体化(ISO/ANSI C++ 标准)

• 对于给定的函数名，可以有非模板函数、模板函数 和 显式具体化模板函数及其它们的重载版本。
• 显式具体化的原型和定义应以 template<> 打头，并通过名称来指出类型。
• 具体化优先于模板，而非模板函数优先于具体化和常规模板。
  

下面列举了交换 job 结构的非模板函数、模板函数和具体化的原型：

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// 非模板化函数原型
void Swap(job &, job &);

//模板原型
template <typename T>
void Swap(T &, T &);

//针对 job 结构的显式具体化
template <> void Swap<job>(job &, job &);

正如上面指出的，如果有多个原型，那么编译器在选择原型时，非模板版本优先于显式具体化和模板版本，而显式具体化又优先于使用模板生成的版本。例如，在下面的代码中，第一次调用 Swap() 时使用通用版本，而第二次调用则使用基于 job 类型的显式具体化版本：

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...
template <class T>          // 模板
void Swap(T &, T &);

// 针对 job 类型的显式具体化
template <> void Swap<job>(job &, job &);
int main()
{
double u, v;
...
Swap(u,v);  // 使用模板
job a, b;
...
Swap(a,b);  // 使 void Swap<job>(job &, job &)
}

代码中，Swap<job> 中的 <job> 是可选的，因为函数的参数类型表明，这是 job 的一个具体化。因此，该原型也可以写成：

1. template <> void Swap<>(job &, job &);  //简化写法

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实例程序：

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#include <iostream>
template <typename T>
void Swap(T &a, T &b);

struct job
{
	char name[40];
	double salary;
	int floor;
};

// 显式具体化 
template <> void Swap<job>(job &j1, job &j2);
void Show(job &j);

int main()
{
	using namespace std;
	cout.precision(2);
	cout.setf(ios::fixed, ios::floatfield);
	int i = 10, j = 20;
	cout << "i, j = " << i << ", " << j << ".\n";
	cout << "Using compiler-generated int swapper:\n";
	Swap(i, j);    // 从模板生成 void Swap(int &, int &)
	cout << "Now i, j = " << i << ", " << j << ".\n";

	job sue = { "Susan Yaffee", 73000.60, 7 };
	job sidney = { "Sidney Taffee", 78060.72, 9 };
	cout << "Before job swapping:\n";
	Show(sue);
	Show(sidney);
	Swap(sue, sidney); // 使用 void Swap(job &, job &)
	cout << "After job swapping:\n";
	Show(sue);
	Show(sidney);
	return 0;
}

template <typename T>
void Swap(T &a, T &b)    // 通用版本
{
	T temp;
	temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

template <> void Swap<job>(job &j1, job &j2)  // 具体化
{
	double t1;
	int t2;
	t1 = j1.salary;
	j1.salary = j2.salary;
	j2.salary = t1;
	t2 = j1.floor;
	j1.floor = j2.floor;
	j2.floor = t2;
}

void Show(job &j)
{
	using namespace std;
	cout << j.name << ": $" << j.salary
		<< " on floor " << j.floor << endl;
}

输出结果：

i, j = 10, 20.
Using compiler-generated int swapper:
Now i, j = 20, 10.
Before job swapping:
Susan Yaffee: $73000.60 on floor 7
Sidney Taffee: $78060.72 on floor 9
After job swapping:
Susan Yaffee: $78060.72 on floor 9
Sidney Taffee: $73000.60 on floor 7