Antwort.

Vorlagen (Templates) sind ein Mechanismus in C++, der es ermöglicht, generische Klassen und Funktionen zu erstellen, die mit verschiedenen Datentypen funktionieren, ohne den Code zu duplizieren. Dies ist die Grundlage für die Implementierung von STL-Containern, Algorithmen und vielen Mustern der allgemeinen Programmierung.

Arten von Vorlagen:

• Funktionsvorlagen: erlauben es, eine Funktion für verschiedene Typen zu erstellen.
• Klassen­vorlagen: ermöglichen die Erstellung von Klassen, die mit verschiedenen Typen arbeiten.
• Vorlagen mit Wertparametern: man kann nicht nur mit Typen, sondern auch mit konstanten Werten parameterisieren.

Beispiel für eine Klassen­vorlage:

template<typename T>
class Box {
public:
    Box(T value): data(value) {}
    T get() const { return data; }
private:
    T data;
};

Beispiel für eine Funktions­vorlage:

template<class T>
T add(const T& a, const T& b) {
    return a + b;
}

Fangfrage.

Kann man ausdrücklich nur eine Methode einer Vorlagenklasse spezialisieren, ohne die gesamte Klasse zu spezialisieren? Wenn ja, wie geht das?

Antwort:
Ja, das ist möglich. Es ist nicht erforderlich, die gesamte Klasse zu spezifizieren; man kann einfach eine einzelne Methode spezialisieren:

template <typename T>
class Foo {
public:
    void bar();
};

template <>
void Foo<int>::bar() { // Spezialisierung nur der Methode bar für int
    // Implementierung
}

Beispiele für reale Fehler aufgrund mangelnden Wissens über die Feinheiten des Themas.

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Geschichte
In einem Projekt wurde eine Funktionsvorlage zum Vergleichen geschrieben:

template <typename T>
bool cmp(const T& a, const T& b) { return a < b; }

Bei der Verwendung mit Typen, die keinen <-Operator haben, trat ein Kompilierungsfehler auf, den man lange suchte, da die Diagnose nur bei der Instanzierung der Vorlage ausgegeben wurde, nicht an der Stelle ihrer Definition.

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Geschichte
Ein Entwickler versuchte, in einer Vorlagenfunktion die Addition für eine benutzerdefinierte Klasse durchzuführen, vergaß jedoch, den +-Operator zu überladen. Dies führte zu Kompilierungsfehlern beim ersten Aufruf mit dieser Klasse.

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Geschichte
Bei der Entwicklung eines Containers auf Basis einer Klassen­vorlage wurde eine Methode gemacht, die nicht vom Typ der Vorlage abhing, aber außerhalb der Klasse ohne ausdrückliche Spezialisierung ausgeführt wurde:

template<>
int MyContainer<int>::size() const { ... }

Dies führte zu einem Linker-Fehler, da die Spezialisierung deklariert, aber nicht korrekt für alle Typen implementiert wurde.