Как реализовать частичную специализацию для указателя на определённый класс?

Question

[CodeInside]

Мне нужно реализовать специализацию двух шаблонных методов для указателя на класс Storage_device. Уже много примеров пересмотрел, но никак не получается это сделать. Вот на чём получается меньше всего ошибок:
объявление метода в классе

template <typename Node, typename DataType>
class List
{
	Node *head, *tail;
	int count;

public:
	// ...
	void AddHead(DataType data);

сама специализация

template <typename Node>
void List<Node, Storage_device*>::AddHead(Storage_device* data)
{
	Node* temp = new Node;
	temp->prev = nullptr;
	temp->*data = *data;
	temp->next = head;
	if (head != nullptr)
		head->prev = temp;
	head = temp;
	if (tail == nullptr)
		tail = temp;
	count++;
}

Ошибки: List::AddHead: не удаётся сопоставить определение функции существующему объявлению.
Текст второй ошибки идентичен. Заранее благодарю за помощь.

Comments

[Евгений Шатунов]

CodeInside , методы шаблонного класса не могут быть специализированы без частного инстанцирования или частичной специализации самого шаблона. Поэтому ответ Антон Жилин является единственным решением.
Еще мы можем побеседовать о причине желания специализировать метод. Может у меня найдется выход для твоей ситуации.

[CodeInside]

Евгений Шатунов: специализация точно нужна. У меня есть базовый абстрактный класс Storage_device, от которого наследуются классы USB, HDD, DVD etc. Я в списке храню указатели на Storage_device. Есть полиморфный метод Save, который сначала записывает тип устройства, а потом его данные. Но когда вызываю полиморфный метод Load - в локальной области видимости создаётся соответствующий указатель на Storage_device. Вызывается метод AddHead или AddTail, в котором есть строка 'temp->data = data;'. Здесь копируется указатель, а не данные. Сами оператор присваивания и констр. копирования уже реализованы во всех классах. Стоит только добавить разименовывание полученный указателей. Можно его записать и в базовый шаблон, но тогда обычные типы не будут работать (правда это и не нужно в данном проэкте), но всё-же непрофессионально. Надеюсь, Вы меня поняли)

[Евгений Шатунов]

CodeInside , неа, не понял. :)
К сожалению я даже общий замысел уловить не смог. Но кое-что другое между собой связать удалось.

Обратись за помощью к подходам traits / toolkit. Конкретно для твоей ситуации видно что нужны именно черты - traits. Для тебя это будет шаблонная функция, которую уже можно специфицировать.
Примерно так:

namespace NodeListTraits
{
	template< typename TNodeType, typename TDataype >
	void AddHead( TDataype data, TNodeType node )
	{
		// Общая реализация.
	};

	template< typename TNodeType >
	void AddHead( Storage_device* data, TNodeType node )
	{
		// Спецификация для `Storage_device`.
	};
};

template< typename TNodeType, typename TDataype >
void List<TNodeType, TDataype>::AddHead( TDataype data )
{
	// ...
	
	// Черты лучше вызывать только через ADL.
	NodeListTraits::AddHead( data, node );
}

После этого черты можно расширять как душе угодно. Главное - это чтобы для конкретного модуля трансляции специализация черты была описана выше ее использования. Удобнее всего специализировать черты непосредственно рядом с описанием типа, для которого черта специализируется.В твоем случае - это рядом с описанием типа Storage_device.
Еще надо помнить про ADL (Argument Dependent Lookup) и что черты на самом деле - это семейство перегруженных шаблонов и чистых функций. Поэтому никаких явных раскрытий шаблона функции при ее вызове.

[Евгений Шатунов]

А, еще забыл сказать что так же хорошо подойдет подход аналогично std::char_traits.
en.cppreference.com/w/cpp/string/char_traits
Это шаблон класса, созданный непосредственно для частного инстанцирования и определения набора статических функций, которыми пользуется основной шаблон (для тебя это будет класс List).

Answer 1

[Антон Жилин]

Так как вы хотите специализировать параметры шаблона класса, то придётся специализировать весь класс:

template <typename Node, typename DataType>
class List
{
  Node *head, *tail;
  int count;

public:
  // ...
  void AddHead(DataType data);
};

template <typename Node>
class List<Node, Storage_device*>
{
  using DataType = Storage_device*;

  Node *head, *tail;
  int count;

public:
  // ...
  void AddHead(DataType data);
};

Теперь для этой специализации класса получится определить AddHead, как у вас.

Можно обойтись без специализации всего класса, искусственно добавив шаблон в функцию:

template<typename = std::enable_if<std::is_same<DataType, Storage_device*>>::type>
void AddHead(DataType data);  // specialized version

template<typename = std::enable_if<!std::is_same<DataType, Storage_device*>>::type>
void AddHead(DataType data);  // general version

Правда, я давно не использовал std::enable_if, не гарантирую, что это работает.

template<typename Node, typename DataType>
class List {
    //...
public:
    template<typename = std::enable_if<std::is_same<DataType, Storage_device*>>::type>
    void AddHead(DataType data);

    template<typename = std::enable_if<!std::is_same<DataType, Storage_device*>>::type>
    void AddHead(DataType data);
};

template<typename Node, typename DataType>
template<typename = std::enable_if<std::is_same<DataType, Storage_device*>>::type>
void List<Node, DataType>::AddHead(DataType data);

template<typename Node, typename DataType>
template<typename = std::enable_if<!std::is_same<DataType, Storage_device*>>::type>
void List<Node, DataType>::AddHead(DataType data);

Comments

[CodeInside]

template <typename Node, typename = std::enable_if<std::is_same<DataType, Storage_device*>>::type>
void List<Node, Storage_device*>::AddHead(Storage_device* data)

Ошибки так и остались (не удаётся сопоставить определение функции существующему объявлению).

[Антон Жилин]

CodeInside: Такие объявления должны находиться в определении класса. В реализации должно быть то же самое, с поправкой на List::

[Антон Жилин]

CodeInside: Добавил в ответ, в комментарий не получается вставить.

[CodeInside]

Антон Жилин: не получается https://s18.postimg.org/fby22pzeh/Screenshot_15.png

[CodeInside]

Антон Жилин: ну ладно, сделаю костыль. Проект всё-таки учебный ...

Answer 2

[Евгений Шатунов]

В общем, Антон Жилин все описал правильно, но есть еще один выход.

Чтобы понять преимущество предлагаемого мной подхода, нужно обратиться к коду std::basic_string.
Например, вот эта реализация.
https://android.googlesource.com/platform/ndk/+/bf...

Вторым параметром идут так называемые черты - traits для типа символов в строке. По своей сути функциональность std::string, std::wstring, std::u16string и std::u32string отличается только реализацией именно этого параметра.
Сам шаблон черт для строки описан немногим выше 75й строки.
Вся реализация std::basic_string полностью опирается на список статических функций из заданных в шаблоне черт.

Я предлагаю вынести частную специализацию за пределы твоего шаблона List и определить черты ListTraits, которые уже и специализировать для нужных классов, в частности - для Storage_device.
В черты можно и нужно выделять только важные функции. Это можно сравнить с вынужденной мерой.

template< typename TDataType >
class ListTraits
{
public:
	// ...
	
	template< typename TNodeType >
	inline static void AddHead( TNodeType node, TDataType data );
	
	// ...
};

template<>
class ListTraits<Storage_device*>
{
public:
	// ...
	
	template< typename TNodeType >
	inline static void AddHead( TNodeType node, Storage_device* data );
	
	// ...
};

template< typename TNodeType, typename TDataType >
class List
{
	// Тип используемых черт.
	using Traits = ListTraits<TDataType>;
	
	TNodeType *head, *tail;
	int count;

public:
	// ...
	
	void AddHead(TDataType data);
	
	// ...
};

template< typename TNodeType, typename TDataType >
void List<TNodeType, TDataType>::AddHead( TDataType data )
{
	// ...
	
	Traits::template AddHead( temp, data );
	
	// ...
};