如何为类模板的成员函数定义显式特化？

Question

我需要为某种类型专门化一个类模板

X

的成员函数（比如说

double

）。 虽然类

X

本身不是类模板，但它工作得很好，但是当我将其设为模板时，GCC 开始给出编译器错误。

#include <iostream>
#include <cmath>

template <class C> class X
{
public:
   template <class T> void get_as();
};

template <class C>
void X<C>::get_as<double>()
{

}

int main()
{
   X<int> x;
   x.get_as();
}

这是错误消息：

source.cpp:11:27: error: template-id
  'get_as<double>' in declaration of primary template
source.cpp:11:6: error: prototype for
  'void X<C>::get_as()' does not match any in class 'X<C>'
source.cpp:7:35: error: candidate is:
  template<class C> template<class T> void X::get_as()

这里有什么问题，我该如何解决它？

Answer 1

事实并非如此。您需要说出以下内容，但它不正确

template <class C> template<>
void X<C>::get_as<double>()
{

}

显式地专业化成员也需要其周围的类模板也显式地专业化。所以你需要说以下内容，这只会专门针对

X<int>

的成员。

template <> template<>
void X<int>::get_as<double>()
{

}

如果您想让周围的模板保持非专业化，您有多种选择。我更喜欢重载

template <class C> class X
{
   template<typename T> struct type { };

public:
   template <class T> void get_as() {
     get_as(type<T>());
   }

private:
   template<typename T> void get_as(type<T>) {

   }

   void get_as(type<double>) {

   }
};

Answer 2

如果能够使用

std::enable_if

我们可以信赖SFINAE（替换失败不是错误）

就像这样工作（参见LIVE）：

#include <iostream>
#include <type_traits>

template <typename C> class X
{
public:
    template <typename T, 
              std::enable_if_t<!std::is_same_v<double,T>, int> = 0> 
    void get_as() { std::cout << "get as T" << std::endl; }

    template <typename T, 
              std::enable_if_t<std::is_same_v<double,T>, int> = 0> 
    void get_as() { std::cout << "get as double" << std::endl; }
};

int main() {
   X<int> d;
   d.get_as<double>();

   return 0;
}

丑陋的是，对于所有这些enable_if，编译器只需要使用一种专门化，否则会出现消歧错误。这就是为什么默认行为“get as T”还需要启用 if。

Answer 3

在 C++17 及以后的版本中，最简洁的方法可能是使用

if constexpr

与

std::is_same_v

类型特征 结合使用，而无需明确专门化：

#include <iostream>
#include <type_traits>

template <typename C>
class X {
  public:
    template <typename T> 
    void get_as() { 
      // Implementation part for all types
      std::cout << "get as ";

      // Implementation part for each type separately
      if constexpr (std::is_same_v<double, T>) {
        std::cout << "'double'";
      } else if constexpr (std::is_same_v<int, T>) {
        std::cout << "'int'";
      } else {
        std::cout << "(default)";
      }

      // Implementation part for all types
      std::cout << std::endl;
      return;
    }
};

int main() {
  X<int> d {};
  d.get_as<double>(); // 'double'
  d.get_as<int>();    // 'int'
  d.get_as<float>();  // (default)

  return EXIT_SUCCESS;
}

在这里尝试一下！

---

如果您还需要返回类型，您可以将 return type 声明为

auto

:

template <typename T> 
auto get_as() { 
  if constexpr (std::is_same_v<double, T>) {
    return 0.5;
  } else {
    return 0;
  }
}