Бьерн Страуструп. Язык программирования С++. Специальное издание (2011) (1004033), страница 213
Текст из файла (страница 213)
Чтобы использовать шаблоны в нетривиальных программах, программист должен понимать, как имена, используемые в определении шаблона, связываются с обьявлениями, и как можно организовать исходный код (З13.7). По умолчанию, компилятор генерирует классы и функции из шаблонов в соответствии с правилами связывания имен (9С.!3.8). То есть программист не обязан явно указывать, какие версии каких шаблонов нужно сгенерировать.
Это очень важно, потому что программисту бывает трудно понять, какие именно версии шаблонов нужны. Часто в реализациях библиотек используются шаблоны, о которых программист ничего не слышал, а бывает и что знакомые шаблоны используют аргументы неизвестного ему типа. В общем случае, набор функций, которые требуется сгенерировать, можно выявить посредством рекурсивной проверки шаблонов, используемых в необходимых программе библиотеках.
Для выполнения такой задачи компьютеры приспособлены лучше человека. Иногда, все же, программисту бывает важно точно определить, в каких именно местах должен генерироваться код из шаблона (зС.13.10). Тем самым программист получает полный контроль над контекстом конкретизации. Для большинства компиляторов это также означает получение полного контроля над моментом конкретизации. В частности, явная конкретизация может применяться для получения ошибок компиляции в предсказуемое время, а не в тот момент, что выгоден реализации.
В определенных случаях важна предсказуемость процесса построения программы. С.13.8. Связывание имен Важно определять шаблоны функций так, чтобы они как можно меньше зависели от нелокальной информации. Дело в том, что потом шаблоны будут использоваться для генерации функций и классов, отталкиваясь от неизвестных типов и в неизвестных контекстах. Всякая тонкая зависимость от контекста всплывет все равно в процессе отладки, а программисту не всегда хочется в деталях разбираться в устройстве шаблонов. Универсальное правило — по-возможности избегать глобальных имен — приобретает особую остроту в случае шаблонов. Поэтому мы стремимся сделать определения шаблонов как можно более самодостаточными и передавать то, что в противном случае было бы глобальным контекстом, в форме параметров шаблона (например, свойств (Гга(ш); 913.4, 920.2.1).
Встречающийся в литературе термин инстанцирование труден для произношения. — Прим. ред. С ) 3. Шаблоны 997 Но все же, некоторые нелокальные имена использовать приходится. Например, чаще всего пишут целый набор взаимодействующих друг с другом шаблонов функций, а не единственную самодостаточную функцию. Такие взаимодействующие функции могут (но не обязательно) быть членами классов.
Иногда наилучшим выбором становятся нелокальные функции. Типичным примером служат вызовы функций амар () и 1еаг () из функции югг() 513.5.2). Алгоритмы стандартной библиотеки предлагают массу примеров на эту тему (глава 18). Еще одним источником нелокальных имен в определениях шаблонов служат операции с общепринятыми именами и семантикой, например ч, *, (] и югг(). Рассмотрим: №(аИиФе <гас(ог> Ьоо! сгастк/ /'... <етрьае<с!ат Т> Таит (зЫ:: гесгог<Т>ь г) ( Тг= д; ц((гас/ад) сег «ааит (" «ьг « ") ~и" г /ог (тг ( = О; (< и .
а(ге ( ); № г+ ) г = г + г ( №]; ге(ига г; // ... №№ас!идее <((май. Ь> гоЫТ(мй:: гесгог<Диаг(> ь г) ( Диаа с = сит (г); ) Невинно выглядящая шаблонная функция хит ( ) зависит от операции +. В данном примере операция + определена в <диги№.Ь>: Диаа' орегагога (Диаа, ааааа'); Важно, что когда определяется хат (), в области видимости нет никаких чисел Циа4 и автор функции зит () может ничего не знать о классе ДааИ. В частности, операция + может определяться в программе позже функции хит (), и даже позже по времени.
Процесс поиска объявлений имен, явно или неявно используемых в шаблоне, называется связыванием имен (пате Ь/пйп8]. Главная проблема со связыванием имен в шаблонах состоит в том, что к конкретизации шаблонов имеют отношение три контекста, четко разделить которые невозможно; 1. Контекст определения шаблона 2. Контекст объявления типов аргументов 3.
Контекст использования шаблона С.13.8.1. Зависимые имена Определяя шаблон функции, мы хотим быть уверены в том, что имеется достаточный контекст этого определения по отношению к фактическим аргументам без Приложение С. Технические подробности захватывания «случайного мусора» в точке использования. Помогая нам в этом отношении, язык разделяет все имена, используемые в определении шаблона, на две категории: 1. Имена, зависящие от аргумента шаблона. Такие имена связываются в точке конкретизации (8С.13;8.3).
В примере с функцией вит () операция + определяется контекстом конкретизации, поскольку она принимает операнды типа, совпадающего с типом аргументов шаблона. 2. Имена, не зависящие от аргумента шаблона. Зги имена связываются в точке определения шаблона (5С.13.8.2).
В примере с функцией впэп() шаблон чес(ог определяется в заголовочном файле <ресгог>, и когда компилятор обрабатывает определение виги (), логическая переменная (гас(п8 находится в области видимости. Простейшим определением того, что «)(( зависит от шаблонного параметра Т» было бы «выявляется членом Т». К сожалению, этого недостаточно; сложение чисел типа ДиаФ (8С.13.8) служит примером обратного. Поэтому говорят, что вызов функции зависит от аргумента шаблона, если и только если выполняется одно из двух следующих условий: 1.
Тип фактического аргумента зависит от параметра шаблона Тсогласно правилам логического вывода типа (813.3.1). Например, 1(Т(1) ), У(г), ~(8(г) ) и 1(аг) в предположении, что г — это Т. 2. Вызываемая функция имеет формальный параметр, зависящий от Тсогласно правилам логического вывода типа (813.3.1).
Например, 1(2), Т(11м<Т ь) и 1'(сопэг Т" ) . По сути дела, имя в вызываемой функции зависимо тогда, когда его зависимость очевидна при просмотре аргументов или формальных параметров функции. Вызов, в котором аргумент случайно соответствует фактическому типу параметра шаблона, не является зависимым. Например: гетр!иге<с)аээ Т> Т1(Т а) ( ге(игп а(1); деггог' иет 8() в области видимости и а(!) ие зависит от Т ии а ((пс); им г=((2); Не имеет значения, что для вызова 1(2) параметр Т оказался (пг и аргумент и() также имеет тип (пг.
Если бы вызови(1) был зависимым, то его смысл был бы абсолютно непонятен любому, кто читал бы это определение шаблона. Если программист хочет, чтобы вызов связывался с « (1пг), объявление последнего должно располагаться перед определением шаблона, так чтобы оно попало в область видимости в момент анализа шаблона. В принципе, это правило аналогично соответствующему правилу для нешаблонных функций. Кроме имен функций имена переменных, типов, констант и т.д. могут быть зависимыми, если их тип зависит от параметра шаблона. Например: С.) 3.
Шаблоны 999 зетр(азе<с(ат Т> ю(а)сз(сопи Та а) ( (урепате Т::Мет(уре р = а.рз сош «а.! « ' ' «р->); ) Ур и Мет(уре зависят от Т ll! и/зависят от Т С.13.8.2. Связывание в точке определения Когда компилятор видит определение шаблона, он определяет, какие имена являются зависимыми (5С.13.8.1). Если имя зависимое, поиск его объявления нужно отложить до момента конкретизации (~С.13.8.3).
Имена, не зависящие от аргумента шаблона, должны находиться в области видимости (54.9.4) в точке определения. Например: (п! хз зетргазе<с(азз Т> ТТ'(Та) ( х++; у+»; ее!ига а; ) зп! у; Ьм =Т(г) Если объявление находится, то именно оно и используется, несмотря на то, что впоследствии могло быть найдено и объявление «получше». Например: юЫ я (ФоиЫе); гетр(иге<с!вяз Т> с(азз Х: риЬБс Т ( риЫс: иоЫТ() (Л(2) ! ) У вызывается 8ЫоиЫей У..
)' иоЫ я (Йи); с(от У () ' Когда генерируется определение для Х<У>::У(), «(!и!) не рассматривается, поскольку его объявление расположено позже определения Х. Не важно, что Х используется после объявления я(!и!) . Кроме того, вызов, не являющийся зависимым, не может быть отпасован в базовый класс: с!от У (риЫгс: юЫ я ((и!); ); юЫ Ь (Х< У>х) ( х.Т() ! »оЫ Ь (Х<У> х) ( х.Т() ! ) зу о/с У еггот нет у в области видимости, и у не зависит от Т Приложение С. Технические подробности 1000 И снова Х< Т>::)() вызовет я(доиб(е) . Если бы программист хотел вызвать д() из базового класса Т, определение )'() должно было бы иметь вид: гетр1аге<с(азз Т> с1авв ХХ: риЫ(с Т ( гоЫ)'() ( Т::я (2); ) /У вызывается Т;:8( //... ): Здесь применено эмпирическое правило, гласящее, что «определение шаблона должно быль настолько самодостаточным, насколько это вообще возможно» (5С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
