是选择模板函数的重载还是函数的部分特化(函数对象)

Question

以下是g ++(STL的sgi版本)的STL实现的摘录.我想知道为什么他们使用部分特化而不是函数重载.

template <class InputIterator, class OutputIterator>
struct __copy_dispatch
{
  OutputIterator operator()(InputIterator first, InputIterator last,
                            OutputIterator result) {
    return __copy(first, last, result, iterator_category(first));
  }
};

//If the inputiterator and the outputiterator is all type T
//This is a partial specialization of the generalized version
template <class T>
struct __copy_dispatch<T*, T*>//-----------------------(1)
{
  T* operator()(T* first, T* last, T* result) {
    typedef typename __type_traits<T>::has_trivial_assignment_operator t; 
    return __copy_t(first, last, result, t());
  }
};

//Strictly speaking this is a partial specialization of the last template function
template <class T>
struct __copy_dispatch<const T*, T*>//-----------------(2)
{
  T* operator()(const T* first, const T* last, T* result) {
    typedef typename __type_traits<T>::has_trivial_assignment_operator t; 
    return __copy_t(first, last, result, t());
  }
};


//The generalized version of copy
template <class InputIterator, class OutputIterator>
inline OutputIterator copy(InputIterator first, InputIterator last,
                           OutputIterator result)
{
  return __copy_dispatch<InputIterator,OutputIterator>()(first, last, result);
}

//A overload version
inline char* copy(const char* first, const char* last, char* result) {
  memmove(result, first, last - first);
  return result + (last - first);
}

如果我使用如下的重载版本怎么办？

#include <iostream>

using namespace std;


template <class InputIterator, class OutputIterator>
OutputIterator copy_dispatch(InputIterator first, InputIterator last,
                            OutputIterator result) {
    cout << "now in first" << endl;
    return result;
}
template <class T>
T* copy_dispatch(T* first, T* last, T* result) {
    cout << "now in second" << endl;
    return 0;
}
template <class T>
T* copy_dispatch(const T* first, const T* last, T* result) {
    cout << "now in third" << endl;
    return 0;
}

int main( void ) {
    int a[]={1,2,3,4,5,6};
    double b[] = {1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0};
    int c[]={0,0,0,0,0,0};
    int const d[]={0,0,0,0,0,0};

    copy_dispatch(a,a+6, b);
    copy_dispatch(a, a+6, c);
    copy_dispatch(d, d+6, c);

}

输出是:

now in first
now in second
now in third

似乎它也可以正常工作？

那么是否有任何进一步的理由使用具有部分特化而不是函数重载的仿函数类

更新

以下是STL的sgi实现的一些其他摘录:

//sgi 4.5
template<bool>
struct _Destroy_aux
{
  template<typename _ForwardIterator>
    static void
    __destroy(_ForwardIterator __first, _ForwardIterator __last)
    {
      for (; __first != __last; ++__first)
        std::_Destroy(&*__first);
    }
};
 
template<>
struct _Destroy_aux<true>
{
  template<typename _ForwardIterator>
    static void
    __destroy(_ForwardIterator, _ForwardIterator) { }
 
};

//in an old version of sgi 2.9 this is implemented with function overload
template <class ForwardIterator>
inline void
__destroy_aux(ForwardIterator first, ForwardIterator last, __false_type) {
  for ( ; first < last; ++first)
    destroy(&*first);
}
 
template <class ForwardIterator> 
inline void __destroy_aux(ForwardIterator, ForwardIterator, __true_type) {}
 
template <class ForwardIterator, class T>
inline void __destroy(ForwardIterator first, ForwardIterator last, T*) {
  typedef typename __type_traits<T>::has_trivial_destructor trivial_destructor;
  __destroy_aux(first, last, trivial_destructor());

Answer 1

函数模板特化不参与重载解析，并且类模板无法推导它们的参数。这导致函数模板重载和普通函数作为部分和显式专业化代理的不规则模式。

为了结合两全其美，大多数通用代码都会执行您在问题中所示的操作

//The generalized version of copy
template <class InputIterator, class OutputIterator>
inline OutputIterator copy(InputIterator first, InputIterator last,
                           OutputIterator result)
{
  return __copy_dispatch<InputIterator,OutputIterator>()(first, last, result);
}

顶级函数模板推导了其参数（这有助于用户编写紧凑的代码），而内部类模板专门用于各种特殊情况（这有助于编译器启用优化）。每个像样的编译器都会内联内部函数对象的顶级函数包装器，因此没有开销。

更新：正如您所注意到的，从技术上讲，您可以通过用函数模板重载替换部分类模板专业化，并用普通函数替换显式类模板专业化（而不是允许的显式函数模板专业化，如中所述）来实现相同的效果Sutter 的专栏，不会参与重载决议）。

由于委托给类模板函数对象的函数模板对于部分和显式专业化的行为都更加规则，因此库编写者和用户等在需要时维护或修改就不那么微妙了。这是保持简单的原则。