Д. Вандевурд, Н.М. Джосаттис - Шаблоны C++. Справочник разработчика (2003) (1160769), страница 21
Текст из файла (страница 21)
При первом чтении книги эту часть- справочник можно пропустить, возвращаясь к определенным темам по ссылкам в ходе изучения следующих глав или при поиске терминов в предметном указателе Наша цель — сделать материал книги более понятным и полным, сохраняя при этом сжатый характер его изложения. Поэтому приведенные в ней примеры являются короткими и зачастую до известной степени искусственными.
Это сделано для того, чтобы не уклоняться в сторону от рассматриваемой темы, т.е. не затрагивать вопросов, которые к ней не относятся. Кроме того, здесь освещены возможные изменения и расширения языка шаблонов в С++. Данная часть книги включает перечисленные ниже темы. ° Базовые вопросы, касающиеся объявлений шаблонов. ° Значение имен в шаблонах. ° Механизм инстанцирования шаблонов С++. ° Правила вывода аргументов шаблонов. ° Специализация и перегрузка. ° Будущие возможности. Глава 8 Вглубь шаблонов В этой главе дается более глубокий обзор основных понятий из области шаблонов, с которыми читатель познакомился в первой части книги.
Речь идет об объявлениях шаблонов, ограничениях, накладываемых на параметры и аргументы шаблонов и т.п. 8.1. Параметризованные объявления В настоящее время в С++ поддерживаются два основных типа шаблонов — шаблоны классов и шаблоны функций (см. раздел 13.6, стр. 238, где рассмотрены возможные будущие изменения в данной области). Эта классификация охватывает и шаблоны членов классов.
Объявления таких шаблонов практически идентичны объявлениям обычных классов и функций, за исключением того, что для шаблонов указывается выражение лараметризакии вида Семр1атес... перечисление параметров ...> или ехрокс сетр1асе<... перечисление параметров ...> (ключевое слово ехрокс подробно рассматривается в разделах 6.3, стр. 89, и 10.3.3, стр. 174). К объявлениям фактических параметров вернемся в последующих разделах, а сейчас Рассмотрим пример, в котором проиллюстрированы два вида шаблонов, являющихся объявлениями членов класса и объявлениями с обычной областью видимости в пространстве имен.
семр1ате етурепаше Т> с1авв Ьйвс ( // Шаблон класса в области // видимости пространства имен рцЫйс: Севр1аее <турепаше Т2> // Шаблон функции-члена Ывс (ьйвс<т2> сопвса) > // (конструктора) Глава 8. Вглубь шаблонов 120 Сешр1асе <Сурепаше Т> сешр1асе <сурепаше Т2> (.1вк<Т>::Ьфва (( Твк<Т2> сопвкаЬ) // Определение шаблона ( // функции-члена вне класса // Шаблон функции // в области видимости // пространства имен Сешр1асе <сурепаше Т> ЗПС 1ЕПдсЬ(ЫВС<Т> СОПВСа); с1авв Со11еск1оп ( сешр1асе <сурепаше Т> с1авв Нос)е ( // Определение // шаблона класса-члена // внутри класса // Еше один шаблон класса- // члена (без определения) сЕШр1аСЕ <СурЕПаШЕ Т> с1авв Напс)1е; Сешр1аее <Сурепаше Т> Т* а11ос() ( // Определение шаблона // функции-члена внутри // класса (неявно // встраиваемой) Кешр1аке <Сурепаше Т> // Определение шаблона с1авв Со11есефоп::Иоде ( // класса-члена вне // класса Сешр1аае <аурепаша Т> цп1оп А11осСЬцпй ( т оЬЭесс; цпвфдпес) сЬаг Ьукев[в1зеоб(Т)); ); Шаблоны функций, как и объявления обычных функций, могут иметь аргументы по умолчанию.
сетпр1асе <сурепаше т> чоЫ керока сор(ясас)с<т> сопвса, Тпс пшпЬег = 10) Обратите внимание на то, что шаблоны-члены класса, определенные вне пределов охватывающего их класса, могут иметь несколько конструкций параметризации сешр1асе<... >: одну для самого шаблона и по одной для каждого охватывающего шаблона класса Конструкции перечисляются начиная с самого внешнего шаблона класса. Возможны ииблоиы объединений (они трактуются как разновидность шаблона класса). 8.1 Параметризованные обьявления 121 сегпр1аге <сурепаше Т> зго16 2111(Аггау<Т>*, Т солись = Т()); // Т() является нулем для встроенных типов Из последнего объявления видно, что аргумент по умолчанию может зависеть от параметра шаблона.
При наличии двух переданных аргументов при вызове функции 1111 ( ) аргумент по умолчанию не инстанцируется. Таким образом гарантируется, что, если невозможно инстанцировать аргумент по умолчанию для конкретного Т, ошибки при этом не будет. Например: с1авв Ча1пе ( рпЬ1з.с: Ча1пе(1пс); // Конструктора по // умолчанию нет згоЫ зпТЕ (Аггау<Ча1пе>* аггау) Ча1це яего(0); 2111(аггау,хего); // ВЕРНО: Т() не используется Ш1(аггау): // ОШИБКА: Т() используется, // но он некорректен для Т = Ча1це ) Используя аналогичную запись, помимо двух основных типов шаблонов можно параметризовать еще три вида объявлений.
Все три соответствуют определениям членов шаблонов классов . 1 1. Определения функций-членов шаблонов классов. 2. Определения вложенных классов-членов шаблонов классов. 3. Определения статических членов-данных шаблонов классов. Хотя эти определения можно параметризовать, они не являются шаблонами в строгом смысле этого слова. Их параметры полностью определяются шаблоном, членами которого они являются. Ниже приведены примеры таких определений.
сешр1асе <Тпс 1> с1авв Оцрвоахб ( тгойс) преп(); с1авв ЯЬе1й; Ясагйс с)опЬ1е соса1 ие1БЬг; 1 Они очень похожи на обычные члены класса, ио их иногда (ошибочно) называют шаблонами членов. 122 Глава 8. Вглубь шаблонов Сетр1аее <1пе 1> чо1с) Сирвоагс)<1>::ореп(); ( сешр1аее <йпе 1> с1авв Сирвоагс)::Я)те1й ( сепр1аее <1пс 1> с)опЫе Спрвоагс)::Соеа1 иетд)тс = 0.0; Несмотря на то что такие параметризованные определения обычно называются шаблонами, существуют контексты, где этот термин к ним неприменим. 8.1.1. Виртуальные функции-члены Шаблоны функций-членов не могут быль обьявлены как виртуальные. Это ограничение накладывается потому, что в обычной реализации механизма вызова виртуальных функций используется таблица фиксированного размера, одна строка которой соответствует одной виртуальной функции.
Однако число инстанцированных шаблонов функции- члена не является фиксированным, пока не завершится трансляция всей программы. Следовательно, для того чтобы поддержка шаблонов виртуальных членов-функций стала возможной, требуется реализация радикально нового вада механизма позднего связывания в компиляторах и компоновщиках С++. В отличие от функций-членов, обычные члены шаблонов классов могут быть виртуальными, поскольку их число при инстанцировании класса фиксировано. Сетр1асе <сурепке Т> с1авв Вупат1с ( рпЫТс: чагепа1 -))увайс(); // ВЕРНО: один деструктор // на экземпляр Вупаютс<Т> Сетр1аее <Сурепшпе Т2> ч1геиа1 чотй сору (Т2 сопвеа); // ОШИБКА: неизвестно количество // экземпляров сору() на один // экземпляр Вупаш1с<Т> 8.1.2. Связывание шаблонов Каждый шаблон должен иметь имя, и это имя должно быть уникальным в пределах его области видимости, за исключением шаблонов функций, которые могут быть пере- 8,1.
Параметризованные обьявления 123 гружены (см. главу 12, "Специализация и перегрузка"). Особо отметим, что, в отличие от типов классов, для шаблонов классов не допускается использование имен, совпадающих с именами объектов других валов. Тпс С; с1азз С; //ВЕРНО: имена классов и не классов // находятся в разных "пространствах" 1пг Х; гешр1аге <сурепке т> с1азз Х; // ОШИБКА: конфликт с переменной Х Сешр1аге <сурепаше Т> с1авз Я; // ОШИБКА: конфликт со структурой Я Для имен шаблонов используется связывание, но зто не обязательно связывание языка С. Возможно применение нестандартных правил связывания, зависящих от реализации (однако нам неизвестна реализация, которая поддерживает нестандартные правила связывания имен для шаблонов).
ехгегп "С++" Сещр1аге<гурепаше Т> ноЫ погша1(); // Это связывание по умолчанию: данная спецификация // связывания может быть опущена ехгегп "с" гешр1аге<сурепаше т> чоЫ 1пча1 Ы ( ): // Неверно: шаблоны не могут иметь С-овязывания ехсегп "Хгоша" Сешр1аге<еурепаше Т> чоЫ хгоша 11п)с() ~ // Нестандартная ситуация, но, возможно, // некоторые компиляторы будут когда-нибудь // поддерживать связывание, совместимое с языком Хгоща Шаблоны обычно имеют внешнее связывание. Единственным исключением являются шаблоны функций в области видимости пространства имен, описанные как зсасйо. Сешр1асе<сурепаше Т> чоЫ ехсегпа1(); // Ссылается на тот же объект, что // и объявление с этим же именем //(и областью видимости) // в другом файле Гешр1аге<гурепате Т> 124 Глава 8.
Вглубь шаблонов всас1с чофб 1псегпа1(); // не имеет никакого отношения к // шаблону с тем же именем // в другом файле Заметим, что шаблон не может быть объявлен в функции. 8.1.3. Первичные шаблоны С помощью обычных конструкций объявлений шаблонов объявляются так называемые лервичные шаблоны. В таких объявлениях отсутствуют аргументы шаблона в угловых скобках после имени. Сешр1аее<сурепаше Т> с1авв Вох; // ОШИБКА Вторичные шаблоны классов получаются при объявлении так называемых частичных слевиализаций, которые рассматриваются в главе 12, "Специализация и перегрузка".
Шаблоны функций всегда должны быть первичными (см. раздел 13.7, стр. 239, где рассмотрены возможные изменения в этой области в будущем). 8.2. Параметры шаблонов Существует три вила параметров шаблонов. 1. Параметры типа (сегодня они используются наиболее часто). 2. Параметры, не являющиеся типами. 3. Шаблонные параметры шаблонов Параметры шаблона задаются в начальном параметризованном объявлении шаблона. Такие обьявления не обязательно должны быть именованными: сешр1асе <сурепаше, 1пс> с1авв Хз Однако если дальше в тексте шаблона имеется ссылка на параметр, то имя параметра конечно же необходимо. Заметим также, что имя параметра шаблона может использоваться в последующих объявлениях параметров (но не в предшествующих).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
