为什么 template<classTp> bool is_array<Tp[]> 是 template<class T> bool is_array<Tp> 的部分特化？

Question

如何理解template<typename Tp> bool is_array<Tp[]> = true 是template<typename T> bool is_array<Tp> = true 的部分特化？

这里是相关的code snippet:

#include<iostream>

template<typename T>
bool is_array = false;

template<typename Tp>
bool is_array<Tp[]> = true;

int main()
{
    std::cout << is_array<int> << std::endl;
    std::cout << is_array<int[]> << std::endl;
}

我也注意到，一般来说，部分模板特化中的模板参数数量少于主模板中的模板参数数量。

部分专业化通常被视为this：

#include<iostream>

template<typename T, typename U>
class add
{
public:
    add(T x, U y)
    {
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
    }
};

template<typename U>
class add<int, U>
{
    public:
    add(int x, U y)
    {
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;       
    }
};

int main()
{
    add<int, double>(1, 5.0);
    add<char, int>('a', 9);
}

Answer 1

要使模板成为primary 的专业化，它需要比主要模板更加专业化。这基本上意味着特化必须匹配主要类型可以匹配的严格子集。

在您的情况下，专业化将匹配 int[]、char[] 等。主要也将匹配这些类型，但主要还会匹配 int、char、std::vector<std::string> 等类型。

当指定像is_array<int[]> 这样的模板参数时，规则说首先尝试特化。在这种情况下，Tp[] 可以匹配到int[]（基本上是用int 代替Tp），因此选择了专业化。

当指定像 is_array<int> 这样的模板参数时，首先尝试特化，但匹配失败。然后尝试主模板，并且匹配，因此选择了主模板。

正如您所提到的，专业化通常具有较少的模板参数。这不是必需的，只要我上面提到的规则适用，即特化必须匹配主要可以匹配的类型的严格子集。

事实上，特化甚至可以比主要拥有更多的模板参数。同样，要求只是特化匹配主要匹配类型的子集。

Answer 2

这是编译器为您的代码生成的中间输出（参考 cppinsights）

编译器正在使用数组的专用模板。

template<typename T>
bool is_array = false;

template<>
bool is_array<int> = false;
template<>
bool is_array<int []> = true;

template<typename Tp>
bool is_array<Tp[]> = true;

int main()
{
  std::cout.operator<<(is_array<int>).operator<<(std::endl);
  std::cout.operator<<(is_array<int []>).operator<<(std::endl);
}

现在如果删除下面的代码

template<typename Tp>
bool is_array<Tp[]> = true;

编译器会生成

template<typename T>
bool is_array = false;

template<>
bool is_array<int> = false;
template<>
bool is_array<int []> = false;

int main()
{
  std::cout.operator<<(is_array<int>).operator<<(std::endl);
  std::cout.operator<<(is_array<int []>).operator<<(std::endl);
}

您可以看到编译器只是将T 替换为int[]，这只是您提供的第二个模板，一个专门的模板。

Answer 3

专业化甚至可以有比主要的更多的模板参数。这是example：

#include<iostream>

template<typename T>
bool is_array = false;
    
template <typename Tp, int N>
bool is_array<Tp[N]> = true;

int main()
{
    std::cout << is_array<int> << std::endl;
    std::cout << is_array<int[5]> << std::endl;
}