Краткий ответ

Псевдоним шаблона нельзя частично специализировать, потому что он не создаёт новый шаблонный тип или отдельный шаблонный объект. Он лишь задаёт имя для результата подстановки в уже существующее объявление.

Частичную специализацию выносят в промежуточный шаблон-класс или другой специализируемый шаблон, а псевдоним используют как удобный интерфейс к его вложенному типу.

Исторический контекст

Псевдонимы шаблонов появились как более читаемый способ задавать зависимые имена типов и заменили многие конструкции с typedef. Они решают задачу сокращения сложных типов, но не предназначены для создания новой сущности, у которой был бы набор специализаций.

Механизм специализации требует первичного шаблона, относительно которого компилятор сравнивает аргументы и выбирает наиболее подходящую специализацию. У псевдонима такой самостоятельной сущности нет.

Постановка проблемы

Предположим, библиотека должна сопоставлять типу разные результирующие типы: например, обычному типу — одну категорию, а указателю — другую. Интуитивная попытка состоит в объявлении псевдонима шаблона и его частичной специализации для указателей.

Такой подход некорректен: псевдонимы шаблонов нельзя специализировать. Если пытаться обойти ограничение через дублирование условной логики в местах использования, код быстро становится несогласованным, сложнее читается и хуже диагностирует ошибки.

Подробное решение

Специализацию помещают в шаблон-класс, поскольку класс является полноценной шаблонной сущностью и поддерживает частичные специализации. Псевдоним затем обращается к выбранной специализации:

#include <type_traits>

template<class T>
struct category { using type = int; };

template<class T>
struct category<T*> { using type = double; };

template<class T>
using category_t = typename category<T>::type;

static_assert(std::is_same_v<category_t<char>, int>);
static_assert(std::is_same_v<category_t<char*>, double>);

Для category_t<char> компилятор выбирает первичный шаблон category<T>. Для category_t<char*> более подходящей оказывается частичная специализация category<T*>, после чего псевдоним извлекает её type.

Важно, что category_t не добавляет собственных правил выбора и не создаёт новый тип. Он только предоставляет короткое имя для результата category<T>::type. Поэтому специализировать нужно category, а не category_t.

Компромисс состоит в появлении дополнительного уровня объявления. Обычно это приемлемо: промежуточный класс можно расширять частичными специализациями, добавлять диагностические сообщения, значения, вложенные типы и другие свойства. Если нужна только условная проверка или выбор типа, вместо класса также могут применяться стандартные средства вроде std::conditional_t, но они не заменяют произвольную систему частичных специализаций.

Ситуация из практики

В traits-библиотеке нужно выбрать тип хранения: для обычного значения использовать компактное представление, а для указателя — специальное представление с метаданными.

Вариант с прямой специализацией псевдонима не компилируется. Дублирование выбора через условные конструкции может работать для нескольких простых случаев, но плохо масштабируется на массивы, функции, cv-квалификаторы и пользовательские категории типов.

Выбранное решение — шаблон-класс storage_traits с первичным шаблоном и частичными специализациями, а наружу экспортируется псевдоним storage_t. Это сохраняет удобный синтаксис для пользователей и оставляет правила сопоставления в одной расширяемой сущности.

Что кандидаты часто упускают

Создаёт ли псевдоним шаблона новый тип?

Нет. Псевдоним является альтернативным именем уже существующего типа. Поэтому проверки совместимости типов, специализации шаблонов и перегрузки работают с исходным типом, а не с отдельным типом, созданным псевдонимом.

Можно ли специализировать шаблон-класс после того, как на него ссылается псевдоним?

Псевдоним сам по себе не запрещает специализацию базового шаблона. Он просто перенаправляет обращение к нему. Но обычные правила специализаций всё равно действуют: нужная специализация должна быть объявлена в допустимом месте и доступна до момента, когда соответствующее неявное инстанцирование сделает её объявление слишком поздним.

Можно ли решить ту же задачу перегрузкой функции?

Только если результат выбирается во время вызова функции. Перегрузки не заменяют специализацию traits для получения типа на этапе компиляции: псевдоним должен обозначать тип без вызова функции. Для такой задачи применяют шаблон-класс, std::conditional_t, концепты или другие метапрограммные средства выбора типа.