Как можно сделать специализацию класса для нескольких типов?

Question

[timkin1]

Здравствуйте!
Подскажите, пожалуйста, как реализовать специализацию шаблона для определенного набора типов переменных? Класс имеет только один параметризуемый из шаблона тип. Как можно сделать следующее: если вызвать A<int>, A<long>, то будет использоваться одна и та же специализация, а если A<Пользовательский тип> (Заранее как называется пользовательский тип неизвестно), то другая? Просто не хочется для каждого стандартного типа расписывать отдельную специализацию, имеющую абсолютно идентичный код с другими.

Заранее спасибо!

Comments

[Евгений Шатунов]

timkin1 , тебе стоит показать объявление шаблона и детально указать какое поведение тебе хочется поменять для конкретных случаев инстанцирования шаблона.
Сделать частичную специализацию или частное инстанцирование - не проблема. Я подскажу после внесения конкретики в твой вопрос.

[timkin1]

Евгений Шатунов, спасибо за ответ! К сожалению, рядом нет компьютера, где написан класс. Но суть такова: если шаблон инициализирован стандартным типом (а именно: char, short, int, long, long long), то должны срабатывать «общие» конструкторы и операции (то есть по сути, для каждого из этих типов класс имеет идентичный вид). А если подаётся пользовательский тип (имя его заранее неизвестно), то должны вызваться другие конструкторы и операции.

[Roman]

timkin1, https://ru.cppreference.com/w/cpp/types/enable_if

[Евгений Шатунов]

timkin1 , SFINAE и enable_if тут помогут, но они не нужны, т.к. это слишком сложная для такой задачи техника.
Как я и предположил, тебе гораздо лучше подойдет использование частичной специализации и частного инстанцирования твоего шаблона.
Изучи мой ответ для деталей.

Answer 1

[Евгений Шатунов]

Предположим, есть общий шаблон сериализации данных для работы с абстрактными потоками ввода-вывода.
Обобщенный шаблон такой сущности может выглядеть вот так.

template< typename TValueType >
struct Serializer final
{
	static inline const bool Read( const BasicStream& stream, TValueType& value_storage );

	static inline const bool Write( BasicStream& stream, const TValueType& value_storage );
};

У этого шаблона может присутствовать набор частных инстанцирований для простых и стандартных типов.

Пример

template<>
struct Serializer<int8_t> final
{
	static inline const bool Read( const BasicStream& stream, int8_t& value_storage );

	static inline const bool Write( BasicStream& stream, const int8_t& value_storage );
};

// ...

template<>
struct Serializer<float> final
{
	static inline const bool Read( const BasicStream& stream, float& value_storage );

	static inline const bool Write( BasicStream& stream, const float& value_storage );
};

Любой пользователь библиотеки всегда может определить частное инстанцирование сериализатора для своего типа точно в такой же манере. А можно просто отдать свой пользовательский тип на откуп обобщенному шаблону.

А теперь вкусненькое. Среди стандартных типов есть и std::string, и std::vector, и std::map. Если пользователь решит сериализовать весь контейнер своих пользовательских типов, нам не стоит обязывать его писать частное инстанцирование сериализатора для контейнера. Нам надо предусмотреть сериализацию любого стандартного контейнера с любым пользовательским типом.

Мы это делаем с помощью частичной специализации шаблона сериализатора.

Для произвольной строки

template< typename TCharType, typename TCharTraits, typename TAllocator >
struct Serializer<std::basic_string<TCharType, TCharTraits, TAllocator>> final
{
	static inline const bool Read( const BasicStream& stream, std::basic_string<TCharType, TCharTraits, TAllocator>& value_storage );

	static inline const bool Write( BasicStream& stream, const std::basic_string<TCharType, TCharTraits, TAllocator>& value_storage );
};

Для std::vector

template< typename TElement, typename TAllocator >
struct Serializer<std::vector<TElement, TAllocator>> final
{
	static inline const bool Read( const BasicStream& stream, std::vector<TElement, TAllocator>& value_storage );

	static inline const bool Write( BasicStream& stream, const std::vector<TElement, TAllocator>& value_storage );
};

Для std::pair

template< typename TLeftElement, typename TRightElement >
struct Serializer<std::pair<TLeftElement, TRightElement>> final
{
	static inline const bool Read( const BasicStream& stream, std::pair<TLeftElement, TRightElement>& value_storage );

	static inline const bool Write( BasicStream& stream, const std::pair<TLeftElement, TRightElement>& value_storage );
};

И так далее.

А вот как может выглядеть внешнее определение функции при частичной специализации.

Пример чтения из стрима в вектор

template< typename TElement, typename TAllocator >
inline const bool Serializer<std::vector<TElement, TAllocator>>::Read(
	const BasicStream& stream,
	std::vector<TElement, TAllocator>& value_storage
)
{
	size32_t stored_size;
	Serializer<size32_t>::Read( stream, stored_size );

	value_storage.resize( stored_size );
	for( TElement& element : value_storage )
	{
		Serializer<TElement>::Read( stream, element );
	}

	return true;
}

Comments

[timkin1]

Евгений Шатунов а при таком подходе в частично специализированных шаблонах будут доступны методы обобщенного шаблона? Или все равно придётся переписывать? И можете, пожалуйста, пояснить в вашем примере в чем именно заключается частное инстанцирование? Это разве не просто частичная специализация?

[Евгений Шатунов]

timkin1 , да, они доступны. Ты в частичной специализации для, скажем, вектора, можешь вывести тип этого сериализатора для элемента вектора и использовать его для сериализации элементов.
Таким образом можно относительно легко сводить сложные типы до композиции более простых типов.

[Евгений Шатунов]

timkin1 , если нужно, могу еще показать как сделать частичную специализацию зная только число аргументов шаблона, инстанцированым от которого типом инстанцируется твой шаблон. :)

[timkin1]

Евгений Шатунов, понял, спасибо! А при полной специализации методы основного шаблона также доступны?

[Евгений Шатунов]

timkin1, полной специализации - не совсем понимаю. Ты имеешь в виду частное инстанцирование шаблона?

Как частичная специализация, так и частное инстанцирование приводят к невозможности вывода обобщенного шаблона для своих случаев специализации. Частное инстанцирование шаблона - это механизм явно указать компилятору выведенный из шаблона тип. После этого компилятор уже не будет смотреть на обобщенный шаблон. Частичная специализация шаблона указывает компилятору на альтернативную ветвь вывода, по которой ему нужно идти вместо обобщенного шаблона.

При этом всем, поиск ветви для вывода типа из шаблона происходит по приоритету более специализированной ветви. Таким образом, обобщенная реализация шаблона всегда по приоритету ниже любой специализации, а самый высокий приоритет - у частного инстанцирования.

[timkin1]

Евгений Шатунов, спасибо большое! Буду разбираться.

[Roman]

timkin1, не забывайте отмечать решением.

[timkin1]

Roman, прошу прощения! Забыл)

Answer 2

[Максим Мосейчук]

Этот прием называется SFINAE.
Repl.it

Пример

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <string>

template <class T, class Enable = void>
class Foo {};

template<class T>
class Foo<T, typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value>::type> {
  public:
  std::string wow() {
    return "WOW";
  }
};

template<class T>
class Foo<T, typename std::enable_if<std::is_class<T>::value>::type> {
  public:
  std::string wow() {
    return "Meo";
  }
};

class Bar {};

int main() {
  std::cout << Foo<int>().wow() << '\n';
  std::cout << Foo<long>().wow() << '\n';
  std::cout << Foo<Bar>().wow();

  return 0;
}

WOW
WOW
Meo