如何使用template-tempate参数专门化模板

Question

最后编辑

我有一个模板的功能:

template <template <typename ...> class P, typename ... Args>
void f(const P<Args...> &p)
{
    std::cout << "Template with " << sizeof...(Args) << " parameters!\n";
}

它到目前为止我测试的任何模板都很好用:

f(std::valarray<int>{});    // Prints: "Template with 1 parameters!"
f(std::pair<char, char>{}); // Prints: "Template with 2 parameters!"
f(std::set<float>{});       // Prints: "Template with 3 parameters!"
f(std::map<int, int>{});    // Prints: "Template with 4 parameters!"

但是,让我们假设我想专门化模板,当它采用带有两个参数的模板时,下面的代码不起作用:

template <>
void f<template <typename, typename> class P, typename A, typename B>(const P<A, B> &p)
{
    std::cout << "Special case!\n";
}

parse error in template argument list
 void f<template <typename, typename> class P, typename A, typename B>(const P<Args...> &p) { std::cout << "Template with " << sizeof...(Args) << " parameters!\n"; }
      ^
'P' does not name a type
 void f<template <typename, typename> class P, typename A, typename B>(const P<Args...> &p) { std::cout << "Template with " << sizeof...(Args) << " parameters!\n"; }
                                                                             ^
expected ',' or '...' before '<' token
 void f<template <typename, typename> class P, typename A, typename B>(const P<Args...> &p) { std::cout << "Template with " << sizeof...(Args) << " parameters!\n"; }
                                                                              ^
template-id 'f<<expression error> >' for 'void f(int)' does not match any template declaration
 void f<template <typename, typename> class P, typename A, typename B>(const P<Args...> &p) { std::cout << "Template with " << sizeof...(Args) << " parameters!\n"; }

AFAIK使用其他类型的模板参数非常简单:

// Type parameter
template <typename TYPE>
void f(TYPE) { std::cout << "Type!\n"; }

// Non-type parameter
template <int VALUE>
void f() { std::cout << "Value " << VALUE << "!\n"; }

// Type parameter specialization
template <>
void f(float) { std::cout << "Special type case!\n"; }

// Non-type parameter specialization
template <>
void f<666>() { static_assert(false, "Forbidden number!"); }

如何使用模板模板模板实现此功能？

编辑:

正如orlp和angew所指出的那样,函数模板不能部分专业化,所以我应该坚持使用对象模板,这是我的尝试:

template <template <typename ...> class P, typename ... Args>
struct c
{
    using type = P<Args...>; 
    const std::size_t count = sizeof...(Args);

    void f(const type &t)
    {
        std::cout << "Template with " << sizeof...(Args) << " parameters!\n";
    }
};

template <template <typename, typename> class P, typename A, typename B>
struct c<P, A, B> 
{
    using type = P<A, B>; 

    void f(const type &t)
    {
        std::cout << "Spezialized 2 parameters!\n";
    }
};

有用:

c<std::valarray, int>                    c_valarray_int;
c<std::pair, int, char>                  c_pair_int_char;
c<std::vector, int, std::allocator<int>> c_vector_int;
c<std::map, int, int>                    c_map_int_int;

c_valarray_int.f({});  // Prints: "Template with 1 parameters!"
c_pair_int_char.f({}); // Prints: "Spezialized with 2 parameters!"
c_vector_int.f({});    // Prints: "Spezialized with 2 parameters!"
c_map_int_int.f({});   // Prints: "Template with 2 parameters!" (expected)

但是现在,我应该指定所有参数,而不是让编译器猜测整个事情,那......这不是悲剧.

Answer 1

您正在尝试对函数模板进行部分特化，即对具有两个模板参数的任何模板进行特化。这在 C++ 中是不允许的。函数模板不能部分专业化。

从另一个角度来看：您为模板类型参数和模板非类型参数显示的显式专业化使用具体参数。要显式地专门化您的函数模板，您需要执行以下操作：

template <>
void f<std::pair, int, double>(const std::pair<int, double> &p)
{
    std::cout << "Special case!\n";
}

在您的原始代码中，P、A和B仍然是“未绑定的”——它们是参数，而不是实参。显式特化不能有模板参数；专门化的主模板的所有模板参数必须绑定到该专门化提供的具体参数。

为了解决您的编辑问题：您仍然可以保留带有参数推导的函数模板接口，并且只需将调用转发到（可能部分专用）类模板，如下所示：

template <template <typename ...> class P, typename ... Args>
struct c
{
    using type = P<Args...>; 
    static const std::size_t count = sizeof...(Args);

    static void f(const type &t)
    {
        std::cout << "Template with " << sizeof...(Args) << " parameters!\n";
    }
};

template <template <typename, typename> class P, typename A, typename B>
struct c<P, A, B> 
{
    using type = P<A, B>; 

    static void f(const type &t)
    {
        std::cout << "Spezialized 2 parameters!\n";
    }
};

template <template <class ...> class P, class... Args>
void f(const P<Args...> &t)
{
    c<P, Args...>::f(t);
}

[实例]