如何为C++模板函数print实现基于T类型推导U的偏特化？

我定义了如下主模板函数：

template <typename T, int U>
void print() { 
    std::cout << "int is " << U << std::endl;
}

请问如何实现使得非类型模板参数U可以根据类型参数T的类型自动推导，达到如下效果：

// 当T为float时，U自动为1
// 当T为Eigen::half时，U自动为2

print<float>();
// 输出"int is 1"

print<Eigen::half>();
// 输出"int is 2"

首先明确：C++不支持函数模板的偏特化，你想直接写template <typename T> void print<T, 1>()这种形式是行不通的。以下两种方式可以实现需求：

方法一：函数重载 + SFINAE 约束 #

通过std::enable_if（C11及以上）或C20的requires语法，为特定类型的T定义重载的print函数模板，内部调用原模板的对应版本：

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <Eigen/Core> // 假设已引入Eigen头文件

// 原主模板
template <typename T, int U>
void print() { 
    std::cout << "int is " << U << std::endl;
}

// 针对float的重载版本
template <typename T>
std::enable_if_t<std::is_same_v<T, float>> print() {
    print<T, 1>();
}

// 针对Eigen::half的重载版本
template <typename T>
std::enable_if_t<std::is_same_v<T, Eigen::half>> print() {
    print<T, 2>();
}

// 测试代码
int main() {
    print<float>();          // 输出"int is 1"
    print<Eigen::half>();    // 输出"int is 2"
    print<int, 3>();         // 仍可手动指定U调用原模板
    return 0;
}

如果使用C++20及以上版本，用requires语法会更简洁直观：

template <typename T>
requires std::is_same_v<T, float>
void print() {
    print<T, 1>();
}

template <typename T>
requires std::is_same_v<T, Eigen::half>
void print() {
    print<T, 2>();
}

方法二：借助 trait 类推导U值 #

先定义一个trait模板，用来映射类型T到对应的U值，再给原模板的U参数设置默认值，这样调用时只需要指定T即可：

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <Eigen/Core>

// 定义基础trait模板，未特化的类型会触发编译错误
template <typename T>
struct PrintTrait;

// 特化trait：float对应U=1
template <>
struct PrintTrait<float> {
    static constexpr int value = 1;
};

// 特化trait：Eigen::half对应U=2
template <>
struct PrintTrait<Eigen::half> {
    static constexpr int value = 2;
};

// 修改原模板，给U设置默认值为trait的对应值
template <typename T, int U = PrintTrait<T>::value>
void print() { 
    std::cout << "int is " << U << std::endl;
}

// 测试代码
int main() {
    print<float>();          // 输出"int is 1"
    print<Eigen::half>();    // 输出"int is 2"
    print<int, 3>();         // 仍可手动指定U
    return 0;
}

这种方式扩展性更强，后续新增类型与U的映射时，只需补充PrintTrait的特化即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Andrey