メンバ関数の部分特殊化がしたい
C++ でメンバ関数を部分特殊化しようとすると（例えばテンプレートクラスのテンプレートメンバ関数を，ある特定の型について特殊化する），コンパイルエラーとなる．gcc なら "error: invalid use of incomplete type" だとか， "error: enclosing class templates are not explicitly specialized" などのエラーが発生する．しかし，現実には，部分特殊化したいことも多い．そこで，やや強引な解決策を実装してみた．
問題提起
template <typename T1, typename T2> struct TTest { T1 ex() { ... } }; template <> void TTest<void, void>::ex() // OK { ... }
これは，メンバ関数 TTest::ex を T1=void, T2=void について（完全に）特殊化している例で，ちゃんとコンパイルできる．これに対し，
template <typename T1, typename T2> struct TTest { T1 ex() { ... } }; template <typename T2> void TTest<void, T2>::ex() // NG { ... }
このように，メンバ関数 TTest::ex を T1=void のみについて部分特殊化すると（i.e. T2 についてはテンプレートのまま），コンパイルエラーとなる． gcc の場合， "error: invalid use of incomplete type 'struct TTest
解決
クラス TTest 内にテンプレート関数オブジェクトを作る．部分特殊化したい関数の代わりに，このテンプレート関数オブジェクトを特殊化しておき，部分特殊化したい関数からは，このテンプレート関数オブジェクトを呼び出す．ただし，テンプレート関数オブジェクトの完全な特殊化を C++ は許していないから，ダミーテンプレート引数を設けることで対処する．以上をまとめると，
template <typename T1, typename T2> struct TTest { T1 ex() { // 特殊化したい関数からは，関数オブジェクト dummy_ex を呼び出す return dummy_ex<T1>()(); } // 通常の型 T1 に対する実装： template <typename TX, typename dummy_type=void> struct dummy_ex { TX operator()() { ... } }; // dummy_ex を void について特殊化し， T1==void に対して実装する： template <typename TX> struct dummy_ex <void, TX> { void operator()() { ... } }; };
ダミーテンプレート引数 dummy_type を持たせない場合， dummy_ex の特殊化は完全な特殊化になってしまい，"error: explicit specialization in non-namespace scope 'struct TTest
クラス外部で実装する場合は，
template <typename T1, typename T2> struct TTest { T1 ex() { return dummy_ex<T1>()(); } template <typename TX, typename dummy_type=void> struct dummy_ex; }; // 通常の型 T1 に対する実装： template <typename T1, typename T2> template <typename TX, typename dummy_type> struct TTest<T1,T2>::dummy_ex { TX operator()() { ... } }; // dummy_ex を void について特殊化し， T1==void に対して実装する： template <typename T1, typename T2> template <typename TX> struct TTest<T1,T2>::dummy_ex< void, TX > { void operator()() { ... } };
のように書けばよい．この場合も， dummy_type を除去すると，"error: enclosing class templates are not explicitly specialized" というエラーが発生し，コンパイルできない．
少し脱線： 参照型，ポインタ型への特殊化
dummy_ex を TX& とか TX* に特殊化する場合，部分特殊化となるため dummy_type は不要となる．例えばポインタ型への特殊化は，
template <typename T1, typename T2> struct TTest { T1 ex() { return dummy_ex<T1>()(); } template <typename TX> struct dummy_ex { TX operator()() { ... } }; // ポインタ型に対する部分特殊化 template <typename TX> struct dummy_ex<TX*> { TX* operator()() { ... } }; };
のような感じになる．
サンプル
簡単なサンプルコードをひとつ．
#include <iostream> using namespace std; template <typename T1, typename T2> struct TTest { T1 ex() { return dummy_ex<T1>()(); } template <typename TX, typename dummy_type=void> struct dummy_ex { TX operator()() { TX tmp(1); cout<<"default member function"<<endl; return tmp; } }; template <typename TX> struct dummy_ex< void, TX > { void operator()() { cout<<"member function specialized to void"<<endl; return; } }; }; int main(int argc, char**argv) { TTest<int,int> test1; TTest<void,int> test2; test1.ex(); test2.ex(); return 0; }
