С.Б. Липпман, Ж. Лажойе - Язык программирования С++ Вводный курс (1114944), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Так как тип второго формального параметра функции при явном заданииаргумента шаблона установлен в unsigned int, то второй фактический параметрфункции приводится к типу unsigned int с помощью стандартного преобразованияцелых типов.В предыдущем разделе мы говорили, что в процессе вывода аргументов шаблона кфактическим аргументам функции разрешается применять только ограниченноемножество преобразований типов. Трансформация int в unsigned int в это множествоне входит. Но если аргументы шаблона задаются явно, выполнять вывод типов не нужно,поскольку они уже зафиксированы.
Следовательно, при явном задании аргументовшаблона для приведения типов фактических аргументов функции к типам формальныхпараметров можно применять любые стандартные преобразования.Помимо разрешения любых преобразований фактических аргументов функции, явноезадание аргументов шаблона помогает избежать и других проблем, встающих передпрограммистом. Рассмотрим следующую задачу. Мы хотим определить шаблон функциис именем sum() так, чтобы его конкретизация возвращала значения типа, достаточнобольшого для представления суммы двух значений любых двух типов, переданных в// каким должен быть тип возвращаемого значения: T или Utemplate <class T, class U>любом порядке.
Как это сделать? Какой тип возвращаемого значения следует задать???? sum( T, U );В нашем случае нельзя использовать ни тот, ни другой параметрический тип, иначе мыchar ch; unsigned int ui;// ни T, ни U нельзя использовать в качестве типа возвращаемого значенияsum( ch, ui );// правильно: U sum( T, U );неизбежно допустим ошибку:sum( ui, ch );// правильно: T sum( T, U );Решение заключается в том, чтобы ввести в шаблон третий параметр для обозначения// T1 не появляется в списке параметров шаблона функцииtemplate <class T1, class T2, class T3>типа возвращаемого значения:T1 sum( T2, T3 );Поскольку тип возвращаемого значения может отличаться от типов аргументов функции,T1 не упоминается в списке формальных параметров.
Это потенциальная проблема, таккак тип T1 не может быть выведен из фактических аргументов функции. Однако, еслиС++ для начинающихпри конкретизации sum() мы зададим аргументы шаблона явно, то избегнем сообщенияtypedef unsigned int ui_type;ui_type calc( char ch, ui_type ui ) {// ...// ошибка: невозможно вывести T1ui_type loc1 = sum( ch, ui );// правильно: аргументы шаблона заданы явно// T1 и T3 - это unsigned int, T2 - это charui_type loc2 = sum< ui_type, ui_type >( ch, ui );компилятора о невозможности вывести T1. Например:}Не хватает возможности явно задать T1, но не T2 и T3, поскольку их можно вывести изаргументов функции при вызове.При явном задании аргументов шаблона необходимо перечислять только те, которые немогут быть выведены автоматически.
Но, как и в случае аргументов функции со// правильно: T3 - это unsigned int// T3 выведен из типа uiui_type loc3 = sum< ui_type, char >( ch, ui );// правильно: T2 - это char, T3 - unsigned int// T2 и T3 выведены из типа pfui_type (*pf)( char, ui_type ) = &sum< ui_type >;// ошибка: опускать можно только “хвостовые” аргументызначениями по умолчанию, опускать можно исключительно “хвостовые”:ui_type loc4 = sum< ui_type, , ui_type >( ch, ui );Встречаются ситуации, когда невозможно вывести аргументы шаблона в контексте, гдеконкретизируется шаблон функции; следовательно, необходимо их явно задать. Именновыявление таких ситуаций и необходимость решить проблему послужила причинойподдержки явного задания аргументов шаблона в стандартном C++.В следующем примере берется адрес конкретизированной функции sum() и передается вкачестве аргумента перегруженной функции manipulate().
Как мы показали в разделе10.2, невозможно понять, как именно нужно конкретизировать sum(), если есть толькосписки параметров функций manipulate(). Имеется две разных функции sum(), и обеудовлетворяют условиям вызова. Следовательно, вызов manipulate() неоднозначен.Одним из способов разрешения такой неоднозначности является явное приведение типов.Однако лучше использовать явное задание аргументов шаблона: оно позволяет указать,как именно конкретизировать sum(), и, следовательно, выбрать нужный вариантперегруженной функции manipulate(). Например:484С++ для начинающихtemplate <class T1, class T2, class T3>T1 sum( T2 op1, T3 op2 ) { /* ...
*/ }void manipulate( int (*pf)( int,char ) );void manipulate( double (*pf)( float,float ) );int main(){// ошибка: какой из возможных экземпляров sum:// int sum( int,char ) или double sum( float, float )?manipulate( &sum );// берется адрес конкретизированного экземпляра// double sum( float, float )// вызывается: void manipulate( double (*pf)( float, float ) );manipulate( &sum< double, float, float > );}Отметим, что явное задание аргументов шаблона следует использовать только тогда,когда это абсолютно необходимо для разрешения неоднозначности или дляконкретизации шаблона функции в контексте, где вывести аргументы невозможно. Вопервых, определение типов и значений аргументов шаблона проще оставитькомпилятору.
А во-вторых, если мы модифицируем объявления в программе, так чтотипы аргументов функции при вызове конкретизированного шаблона изменятся, токомпилятор автоматически скорректирует вызов без нашего вмешательства. С другойстороны, если аргументы шаблона заданы явно, необходимо проверить, что они попрежнему отвечают новым типам аргументов функции. Поэтому мы рекомендуемизбегать явного задания аргументов шаблона.Упражнение 10.6Назовите две ситуации, когда использование явного задания аргументов шаблонанеобходимо.Упражнение 10.7template <class T1, class T2, class T3>Пусть дано следующее определение шаблона функции sum():T1 sum( T2, T3 );double dobj1, dobj2;float fobj1, fobj2;char cobj1, cobj2;(a) sum( dobj1, dobj2 );(b) sum<double,double,double>( fobj1, fobj2 );(c) sum<int>( cobj1, cobj2 );Какие из приведенных ниже вызовов ошибочны? Почему?(d) sum<double, ,double>( fobj2, dobj2 );485С++ для начинающих10.5.
Модели компиляции шаблонов АШаблон функции задает алгоритм для построения определений множества экземпляровфункций. Сам шаблон не определяет никакой функции. Например, когда компиляторtemplate <typename Type>Type min( Type t1, Type t2 ){return t1 < t2 ? t1 : t2;видит шаблон:}он сохраняет внутреннее представление min(), но и только. Позже, когда встретится ееint i, j;реальное использование, скажем:double dobj = min( i, j );компилятор строит определение min() по сохраненному внутреннему представлению.Здесь возникает несколько вопросов. Чтобы компилятор мог конкретизировать шаблонфункции, должно ли его определение быть видимо при вызове экземпляра этой функции?Например, нужно ли определению шаблона min() появиться до ее конкретизации cцелыми параметрами при инициализации dobj? Следует ли помещать шаблоны взаголовочные файлы, как мы поступаем с определениями встроенных (inline) функций?Или в заголовочные файлы можно помещать только объявления шаблонов, оставляяопределения в файлах исходных текстов?Чтобы ответить на эти вопросы, нам придется объяснить принятую в C++ моделькомпиляции шаблонов, сформулировать требования к организации определений иобъявлений шаблонов в программах.
В C++ поддерживаются две таких модели: модель свключением и модель с разделением. В данном разделе описываются обе модели иобъясняется их использование.10.5.1. Модель компиляции с включениемСогласно этой модели мы включаем определение шаблона в каждый файл, где этотшаблон конкретизируется. Обычно оно помещается в заголовочный файл, как и для// model1.h// модель с включением:// определения шаблонов помещаются в заголовочный файлtemplate <typename Type>Type min( Type t1, Type t2 ) {return t1 < t2 ? t1 : t2;встроенных функций. Именно такой моделью мы пользуемся в нашей книге. Например:}486С++ для начинающихЭтот заголовочный файл включается в каждый файл, где конкретизируется функция// определения шаблонов включены раньше// используется конкретизация шаблона#include "model1.h"int i, j;min():double dobj = min( i, j );Заголовочный файл можно включить в несколько файлов с исходными текстамипрограммы.
Означает ли это, что компилятор конкретизирует экземпляр функции min() сцелыми параметрами в каждом файле, где имеется обращение к ней? Нет. Программадолжна вести себя так, словно min() с целыми параметрами определена только один раз.Где и когда в действительности конкретизируется шаблон функции, оставляется наусмотрение разработчика компилятора. Нам достаточно знать, что где-то в программенужная функция min() была конкретизирована. (Как мы покажем далее, с помощьюявного объявления конкретизации можно указать, где и когда оно должно бытьвыполнено.
Такие объявления желательно использовать на поздних стадиях разработкипродукта для улучшения производительности.)Решение включать определения шаблонов функций в заголовочные файлы не всегдаудачно. Тело шаблона описывает детали реализации, которые пользователям неинтересны или которые мы хотели бы от них скрыть. В действительности, еслиопределение шаблона велико, то количество кода в заголовочном файле может превыситьразумные пределы. Кроме того, многократная компиляция одного и того же определенияпри обработке разных файлов увеличивает общее время компиляции программы.Отделить объявления шаблонов функций от их определений позволяет моделькомпиляции с разделением.
Посмотрим, как ее можно использовать.10.5.2. Модель компиляции с разделениемСогласно этой модели объявления шаблонов функций помещаются в заголовочный файл,а определения – в файл с исходным текстом программы, т.е. объявления и определенияшаблонов организованы так же, как в случае с невстроенными (non-inline) функциями.// model2.h// модель с разделением// сюда помещается только объявление шаблонаtemplate <typename Type> Type min( Type t1, Type t2 );// model2.C// определение шаблонаexport template <typename Type>Например:Type min( Type t1, Type t2 ) { /* ...
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
