模板特化②:函数全特化、重载和 requires

“给某种类型特殊处理”，是一个需求。全特化、重载、约束，是实现需求的不同机制。

这一篇用相似的小例子，把它们分清。基础示例使用 C++17；std::integral 示例需要 C++20。

01 / 真正的函数模板全特化

template<class T>constchar* kind(T){return"generic";}template<>inlineconstchar* kind<int>(int) {return"int specialization";}// kind(7) 使用整数全特化// kind(2.5) 使用主模板的 double 版本

这里的 template<> 明确引入显式特化。kind<int> 对应已有的 kind 主模板，函数参数与之匹配。

在适合推导的声明中，函数模板全特化的模板实参列表可以省略；教学时显式写出来，更容易看清它对应哪组实参。

02 / 普通重载增加一个候选函数

template<class T>constchar* pick(T){return"template";}inlineconstchar* pick(int){return"ordinary overload";}

整数版本没有 template<>，它是一个普通函数重载。

在这组定义中，pick(7) 会选择普通函数；写成 pick<>(7) 则明确要求模板调用，普通函数不参与这次模板候选选择。

这说明两种写法虽然都能处理整数，但它们在候选集合和调用形式上有区别。

03 / requires 示例属于约束重载

#include<concepts>template<class T>intscore(T){return0;}template<std::integral T>intscore(T){return1;}// score(7)   是 1// score(2.5) 是 0

这里有两个函数模板。第二个要求 T 满足整数概念，是更受约束的重载。

在这个简单示例里，整数调用选择第二个，浮点数调用选择第一个。

不能因为它只接受一类类型，就把它称为函数模板全特化。 同理，原稿中用两个 requires 限制加减行为的例子，应称为受约束的函数模板重载。

04 / 全特化不独立加入重载候选

这组定义的顺序是有意安排的：

template<class T>constchar* route(T){return"value";}template<>inlineconstchar* route<int*>(int*) {return"specialized value";}template<class T>constchar* route(T*){return"pointer";}

中间的全特化声明出现时，指针重载还没有声明，所以它对应第一个按值接收的主模板。

现在调用：

int* p = nullptr;// route(p) 选择指针主模板，结果是 "pointer"

函数重载选择首先比较相关主模板等候选。中间的全特化不会成为一个独立候选，去“打败”后面的指针模板。

因此，不要把“普通函数 → 全特化 → 偏特化 → 主模板”背成一个通用优先级表。这样的表混合了不同机制。

05 / 函数模板不支持偏特化

template<class T>voidinspect(T){}template<class T>voidinspect(T*){}

这两个声明是重载关系。第二个不是函数模板偏特化。

如果需求是根据指针、整数、容器等类别选择处理函数，先考虑函数重载与约束；如果需要一个函数体里的编译期分支，也可以考虑 if constexpr。

06 / 成员函数模板有两层参数

template<classT>structA {template<class U>voidf(U)const{}};template<>template<>inlinevoid A<int>::f<double>(double) const {}

这个例子把外层 T 指定为 int，把内层 U 指定为 double，因此写两层 template<>。

不要推广成“所有嵌套模板都写两次”。已经全特化的外层和仍然保留参数的内层，需要按实际层次分别判断。系列第 4 篇会再看嵌套类模板。

07 / 写函数定制前，先判断机制

针对一组实参替换已有函数模板的定义，是全特化；增加另一个可调用候选，是重载；限制某个函数模板可接受的实参，是约束。

原始需求可以相似，语法和选择规则仍要分开。下一篇转向真正支持偏特化的类模板与变量模板。

参考：C++ 标准工作草案：显式特化^[1]、函数模板重载解析^[2]、约束的偏序关系^[3]。示例经文字与规则核对，未编译执行。

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