С.Б. Липпман, Ж. Лажойе - Язык программирования С++ Вводный курс (1114944), страница 83
Текст из файла (страница 83)
*/ }Программа, которая конкретизирует шаблон функции min(), должна предварительновключить этот заголовочный файл:487С++ для начинающих488// user.C#include "model2.h"int i, j;double d = min ( i, j ); // правильно: здесь производится конкретизацияХотя определение шаблона функции min() не видно в файле user.c, конкретизациюmin(int,int) произвести можно. Но для этого шаблон min() должен быть определенспециальным образом. Вы уже заметили, как именно? Если вы внимательно посмотритена файл model2.c, то увидите, что определению шаблона функции min() предшествуетключевое слово export. Таким образом, шаблон min() становится экспортируемым.Слово export говорит компилятору, что данное определение шаблона можетпонадобиться для конкретизации функций в других файлах.
В таком случае компилятордолжен гарантировать, что это определение будет доступно во время конкретизации.Для объявления экспортируемого шаблона перед ключевым словом template в егоопределении надо поместить слово export. Если шаблон экспортируется, то егоразрешается конкретизировать в любом исходном файле программы – для этого нужнолишь объявить его перед использованием. Если слово export перед определениемопущено, то компилятор может и не конкретизировать экземпляр функции min() сцелыми параметрами и нам не удастся связать программу.Обратите внимание, что в некоторых реализациях это ключевое слово не нужно,поскольку поддерживается расширение языка, согласно которому неэкспортированныйшаблон функции может встречаться только в одном исходном файле, при этомэкземпляры такого шаблона в других файлах конкретизируются правильно.
Однакоподобное поведение не соответствует стандарту, который требует, чтобы пользовательвсегда помечал определения шаблонов функций как экспортируемые, если объявлениешаблона видно в исходном файле до его конкретизации.Ключевое слово export в объявлении шаблона, находящемся в заголовочном файле,можно опустить. Так, в объявлении min() в файле model2.h этого слова нет.Шаблон функции должен быть определен как экспортируемый только один раз во всейпрограмме. К сожалению, поскольку компилятор обрабатывает файлы один за другим, онобычно не замечает, что шаблон определен как экспортируемый в нескольких исходныхфайлах. В результате подобного недосмотра может произойти следующее:•при редактировании связей возникает ошибка, показывающая, что шаблон функцииопределен более, чем в одном файле;•компилятор несколько раз конкретизирует шаблон функции с одним и тем жемножеством аргументов, что приводит к ошибке повторного определения функциипри связывании программы;•компилятор может конкретизировать шаблон с помощьюэкспортированных определений, игнорируя все остальные.одногоизегоНельзя с уверенностью утверждать, что наличие в программе несколькихэкспортируемых определений шаблона функции обязательно вызовет ошибку.
Приорганизации программы надо быть внимательным и следить за тем, чтобы подобныеопределения размещались только в одном исходном файле.Модель с разделением позволяет отделить интерфейс шаблонов функций от егореализации и организовать программу так, что интерфейсы всех шаблонов помещаются взаголовочные файлы, а реализации – в файлы с исходным текстом. Однако не всеС++ для начинающихкомпиляторы поддерживают такую модель, а те, которые поддерживают, не всегдаделают это правильно: модель с разделением требует более изощренной средыпрограммирования, которая доступна не во всех реализациях C++. (В другой нашейкниге, “Inside C++ Object Model”, описан механизм конкретизации шаблонов,поддержанный в одной из реализаций C++, а именно в компиляторе Edison DesignGroup.)Поскольку приводимые нами примеры работы с шаблонами невелики и поскольку мыхотим, чтобы они компилировались максимально большим числом компиляторов, мыограничились использованием модели с включением.10.5.3.
Явные объявления конкретизацииПри использовании модели с включением определение шаблона функций включается вкаждый исходный файл, где встречается конкретизация этого шаблона. Мы отмечали,что, хотя неизвестно, где и когда понадобится шаблон функции, программа должна вестисебя так, как будто экземпляр шаблона для данного множества аргументовконкретизирован ровно один раз.
В действительности некоторые компиляторы (особенностарые) конкретизируют шаблон функции с данным множеством аргументов шаблонанеоднократно. В рамках этой модели для использования на этапе сборки или на одной изпредшествующих ей стадий выбирается один из конкретизированных экземпляров, аостальные игнорируются.Результат работы программы не зависит от того, сколько раз конкретизировался шаблон:в конечном итоге используется лишь один экземпляр. Но если приложение состоит избольшого числа файлов, то время компиляции приложения заметно возрастает.Подобные проблемы, характерные для старых компиляторов, затрудняли использованиешаблонов. Поэтому в стандарте C++ введено понятие явного объявления конкретизации,помогающее программисту управлять моментом, когда конкретизация происходит.В явном объявлении конкретизации за ключевым словом template идет объявлениешаблона функции, в котором его аргументы указаны явно. Рассмотрим шаблонtemplate <typename Type>Type sum( Type op1, Type op2 ) { /* ...
*/ }// явное объявление конкретизацииsum(int*, int):template int* sum< int* >( int*, int );Здесь в качестве аргумента явно задается int*. Явное объявление конкретизации с одними тем же множеством аргументов шаблона может встречаться в программе не болееодного раза.Определение шаблона функции должно находиться в том же файле, где и явноеобъявление конкретизации. Если же его не видно, то явное объявление приводит кошибке:489С++ для начинающих490#include <vector>template <typename Type>Type sum( Type op1, int op2 );// только объявление// определяем typedef для vector< int >typedef vector< int > VI;// ошибка: sum() не определенtemplate VI sum< VI >( VI , int );Если в некотором исходном файле встречается явное объявление конкретизации, то чтопроизойдет в других файлах, где используется такая же конкретизация шаблонафункции? Как сказать компилятору, что явное объявление находится в другом файле ичто при использовании в этом файле шаблон конкретизировать не надо?Явные объявления конкретизации используются в сочетании с опцией компилятора,которая подавляет неявную конкретизацию шаблонов.
Название опции в разныхкомпиляторах различно. Например, в VisualAge for C++ для Windows версии 3.5 фирмыIBM эта опция называется /ft-. Если приложение компилируется с данной опцией, токомпилятор предполагает, что шаблоны будут конкретизироваться явно, и не выполняетавтоматической конкретизации.Разумеется, если мы не включили в программу явного объявления конкретизации длянекоторого шаблона, но задали опцию /ft-, то при сборке произойдет ошибка из-за того,что функция не была конкретизирована.Упражнение 10.8Назовите две модели компиляции шаблонов, поддерживаемые в C++. Объясните, какорганизуются определения шаблонов функций в каждой модели.Упражнение 10.9template <typename Type>Пусть дано следующее определение шаблона функции sum():Type sum( Type op1, char op2 );Как записать явное объявление конкретизации этого шаблона с аргументом типаstring?10.6.
Явная специализация шаблона АНе всегда удается написать шаблон функции, который годился бы для всех возможныхтипов, с которыми он может быть конкретизирован. В некоторых случаях имеетсяспециальная информация о типе, позволяющая написать более эффективную функцию,чем конкретизированная по шаблону. А иногда общее определение, предоставляемоешаблоном, для некоторого типа просто не работает.
Рассмотрим, например, следующееопределение шаблона функции max():С++ для начинающих// обобщенное определение шаблонаtemplate <class T>T max( T t1, T t2 ) {return ( t1 > t2 ? t1 : t2 );}Когда этот шаблон конкретизируется с аргументом типа const char*, то обобщенноеопределение оказывается семантически некорректным, если мы интерпретируем каждыйаргумент как строку символов в смысле языка C, а не как указатель на символ.
В этомслучае необходимо предоставить специализированное определение для конкретизациишаблона.Явное определение специализации – это такое определение, в котором за ключевымсловом template следует пара угловых скобок <>, а за ними – определениеспециализированного шаблона. Здесь указывается имя шаблона, аргументы, для которыхон специализируется, список параметров функции и ее тело.
В следующем примере для#include <cstring>// явная специализация для const char*:// имеет приоритет над конкретизацией шаблона// по обобщенному определениюtypedef const char *PCC;template<> PCC max< PCC >( PCC s1, PCC s2 ) {max(const char*, const char*) определена явная специализация:return ( strcmp( s1, s2 ) > 0 ? s1 : s2 );Поскольку имеется явная специализация, шаблон не будет конкретизирован с типомconst char* при вызове в программе функции max(const char*, const char*). Прилюбом обращении к max() с двумя аргументами типа const char* работаетспециализированное определение. Для любых других обращений функция сначалаконкретизируется по обобщенному определению шаблона, а затем вызывается. Вот как#include <iostream>// здесь должно быть определение шаблона функции max()// и его специализации для аргументов const char*int main() {// вызов конкретизированной функции: int max< int >( int, int );int i = max( 10, 5 );// вызов явной специализации:// const char* max< const char* >( const char*, const char* );const char *p = max( "hello", "world" );cout << "i: " << i << " p: " << p << endl;return 0;это выглядит:}491С++ для начинающихМожно объявлять явную специализацию шаблона функции, не определяя ее.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
