C++ 模板特化是什么 C++ template全特化与偏特化详解【泛型】

全特化是为类模板所有参数指定具体类型，生成精确匹配版本；偏特化仅固定部分参数或改用更宽泛模式，二者均不适用于函数模板。

全特化就是给所有模板参数都指定具体类型

当你写 template struct MyVec，然后又写一个 template struct MyVec，这就叫全特化——模板参数列表空了，所有参数都被实参填满。它不是重载，也不是继承，是编译器在实例化时优先匹配的“精确版本”。

注意：全特化只能用于类模板（struct/class），函数模板不支持全特化（C++17 之前），因为函数重载机制已经能覆盖大部分需求；强行写函数全特化，往往实际调用的还是泛型版本，容易误判。

常见错误现象：
– 写了 template void foo(double) 却发现调用 foo(3.14) 还是走泛型实现
– 类全特化声明在头文件里，但定义放在 .cpp 中，导致链接时报 undefined reference to MyVec::size()

实操建议：
– 类全特化定义必须和声明在同一个翻译单元可见（通常都放头文件）
– 全特化内部可以完全重写成员，甚至删掉泛型版里有的函数
– 不要试图对 std::vector 等标准模板做全特化（未定义行为）

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偏特化只固定部分参数或改用更宽泛的模式

偏特化只适用于类模板，语法是 template struct MyVec 或 template struct MyVec。它不是“部分实例化”，而是另起一套匹配规则：只要实参符合这个模式（比如传进来的是指针类型），就优先选它。

使用场景：
– 为指针、引用、数组、cv 限定类型提供定制行为（比如 MyVec 匹配 template struct MyVec）
– 实现 type traits，例如 std::is_pointer 底层就靠偏特化区分 T* 和普通类型

关键限制：
– 函数模板不支持偏特化（语言禁止）
– 偏特化不能只是“默认参数不同”，必须改变模板形参结构（如从 T 变成 T*）
– 多个偏特化之间不能模糊匹配，否则编译报错 ambiguous partial specialization

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偏特化和全特化谁优先？看匹配精度

编译器按“最特化”原则选择：全特化 > 偏特化 > 泛型。但要注意，偏特化之间也有排序。例如：

template struct A { };                    // 泛型
template struct A { };              // 偏特化1：T*
template struct A { };       // 偏特化2：T* const

当实例化 A，编译器会选偏特化2，因为它比偏特化1更具体。但如果写成 A，就只会匹配偏特化1。

容易踩的坑：
– 把 template struct X 当作偏特化（其实是合法的非类型模板参数约束，但不是偏特化）
– 在偏特化里漏掉某个模板参数，导致变成全特化（比如把 template struct S 错写成 template struct S）
– 偏特化中用了未声明的模板参数（如 template struct S 中 U 在右边没在左边模板参数列表出现）

现代 C++ 里，偏特化正在被概念（concepts）替代

C++20 的 concept 不是特化的替代品，但能以更清晰的方式表达约束意图。比如过去用偏特化区分整数和浮点：

template struct is_integral : std::false_type { };
template<> struct is_integral : std::true_type { }; // 全特化
template<> struct is_integral : std::true_type { };

现在可以直接写：

template
concept integral = std::is_integral_v;

然后用 template void foo(T);。这比一堆特化更易读、更易维护，也避免了特化带来的 ODR 和定义顺序问题。

不过偏特化还没过时：type traits、容器适配器（如 std::allocator 对 void 的偏特化）、SFINAE 场景下仍大量存在。真正容易被忽略的是——偏特化一旦定义，就会影响整个程序中所有对该模板的使用，且无法被局部取消；而 concepts 是按函数/类粒度启用的，更可控。