还有哪些其他语言支持“部分专业化”？

Question

部分模板特化是 C++ 泛型编程最重要的概念之一。 例如：实现通用交换函数：

template <typename T>
void swap(T &x, T &y) {
  const T tmp = x;
  y = x;
  x = tmp;
}

将其专门化为向量以支持 O(1) 交换：

template <typename T, class Alloc>
void swap(vector<T, Alloc> &x, vector<T, Alloc> &y) { x.swap(y); }

因此，当您在通用函数中调用 swap(x, y) 时，始终可以获得最佳性能；

如果您可以用替代语言发布等效内容（或者如果该语言不支持交换概念，则该语言的部分专业化的规范示例），我们将不胜感激。

编辑：所以看起来很多回答/评论的人真的不知道什么是部分专业化，并且通用交换示例似乎妨碍了某些人的理解。 一个更一般的例子是：

template <typename T>
void foo(T x) { generic_foo(x); }

部分专业化是：

template <typename T>
void foo(vector<T> x) { partially_specialized_algo_for_vector(x); }

完全专业化是：

void foo(vector<bool> bitmap) { special_algo_for_bitmap(bitmap); }

为什么这很重要？ 因为您可以在通用函数中调用 foo(anything):

template <typename T>
void bar(T x) {
  // stuff...
  foo(x);
  // more stuff...
}

并在编译时获得最合适的实现。 这是 C++ 以最小的性能损失实现抽象的一种方法。

希望它有助于理清“部分专业化”的概念。 在某种程度上，这就是 C++ 进行类型模式匹配的方式，而不需要显式模式匹配语法（例如 Ocaml/F# 中的 match 关键字），这有时会妨碍泛型编程。

Answer 1

D 支持部分专业化：

• 语言概述
• 模板功能比较（与 C++ 98 和 0x）。

（扫描上述链接中的“部分”）。

特别是第二个链接将为您提供非常详细的细分，说明您可以使用模板专业化做什么，不仅在 D 中，而且在 C++ 中也是如此。

这是交换的 D 特定示例。 它应该打印出专门用于 Thing 类的交换消息。

import std.stdio;    // for writefln

// Class with swap method

class Thing(T)
{
public:

    this(T thing)
    {
        this.thing = thing;
    }

    // Implementation is the same as generic swap, but it will be called instead.
    void swap(Thing that)
    {
       const T tmp = this.thing;
       this.thing = that.thing;
       that.thing = tmp;
    }

public:

    T thing;
}


// Swap generic function

void swap(T)(ref T lhs, ref T rhs)
{
    writefln("Generic swap.");

    const T tmp = lhs;
    lhs = rhs;
    rhs = tmp;
}

void swap(T : Thing!(U))(ref T lhs, ref T rhs)
{
    writefln("Specialized swap method for Things.");

    lhs.swap(rhs);
}

// Test case

int main()
{
    auto v1 = new Thing!(int)(10);
    auto v2 = new Thing!(int)(20);

    assert (v1.thing == 10);
    assert (v2.thing == 20);
    swap(v1, v2);
    assert (v1.thing == 20);
    assert (v2.thing == 10);

    return 0;
}

Answer 2

恐怕 C# 不支持部分模板特化。

部分模板专业化意味着：

您有一个带有两个或多个模板（泛型/类型参数）的基类。
类型参数将是。

在派生（专用）类中，您可以指示类型参数之一的类型。
类型参数可能类似于。

因此，当有人使用最后一个类型参数为 int 的类（实例化其对象）时，将使用派生类。

Answer 3

Haskell 有重叠实例作为扩展：

class Sizable a where
  size :: a -> Int

instance Collection c => Sizable c where
  size = length . toList

是一个查找任何集合大小的函数，它可以有更具体的实例：

instance Sizable (Seq a) where
  size = Seq.length

另请参阅 HaskellWiki 上的高级重叠。

Answer 4

实际上，您可以（不完全是；见下文）使用扩展方法在 C# 中执行此操作：

public Count (this IEnumerable<T> seq) {
    int n = 0;
    foreach (T t in seq)
        n++;
    return n;
}

public Count (this T[] arr) {
    return arr.Length;
}

然后调用 array.Count() 将使用专用版本。 “不完全是”是因为解析取决于数组的静态类型，而不是运行时类型。 即这将使用更通用的版本：

IEnumerable<int> array = SomethingThatReturnsAnArray();
return array.Count();

Answer 5

C#：

void Swap<T>(ref T a, ref T b) {   
  var c = a;   
  a = b;   
  b = c;
}

我猜（纯）Haskell 版本是：

swap :: a -> b -> (b,a)
swap a b = (b, a)

Answer 6

Java 有泛型，它允许您做类似的事情。