Д. Вандевурд, Н.М. Джосаттис - Шаблоны C++. Справочник разработчика (2003) (1160769), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Однако объявление цвйпд не проверяется до инстанцировання, так что поставленная цель достигнута Эта схема имеет несколько несущественных ограничений. Например, если осуществляется множественное наследование из нескольких базовых классов, программист должен точно указать, какой из ннх содержит необходимый член. 164 Глава 9. Имена в шаблонах 9.5. Заключение Первый компилятор, который действительно был способен проводить синтаксический анализ шаблонов, был разработан компанией Тайяеп! в середине 1990-х годов. До этого — и даже после этого — большинство компиляторов интерпретировали шаблоны как последовательность лексем, которые должны были воспроизводиться в синтаксическом анализаторе во время инстанцирования.
Поэтому никакой синтаксический анализ не проводился, за исключением минимально необходимого, направленного на поиск конца определения шаблона. Билл Гиббонс (ВШ О(ЬЬопз), представитель компании Тайяепг в Комитете по стандартизации С++, был принципиальным приверженцем того, чтобы сделать шаблоны однозначно поддающимися синтаксическому анализу. Компании Тайяеп1 так и не удалось довести работу до конца, и компилятор был приобретен н завершен компанией Незн!ец-Рас!гагд (НР), став компилятором аС++. Компилятор аС++ быстро завоевал признание благодаря, помимо прочего, высококачественной диагностике.
Это признание объясняется также тем, что диагностика шаблонов в этом компиляторе не всегда откладывается до момента инстанцирования шаблона. Относительно рано в процессе разработки шаблонов Том Пеннелло (Тош Реале!!о)— широко известный специалист по шаблонам из компании Мегазгаге — обратил внимание на некоторые проблемы, связанные с угловыми скобками. Страуструп (э!гопз1гпр) также обршцается к этим вопросам 134) и доказывает, что обычно предпочтение отдается угловым, а не круглым скобкам. Однако существуют другие возможности, и Пеннелло, в частности на конференции в Далласе в 1991 году, предлагал использовать фигурные скобки (например, Ь3 яс (:: Х) ) . В то время эта проблема была мало распространена в связи с тем, что шаблоны-члены не были разрешены.
В результате комитет опглонил предложение заменить угловые скобки фигурными. Правило поиска имен для независимых имен и зависимых базовых классов, описанное в разделе 9.4.2, было внесено в стандарт в 1993 году и описано для широкой публики в работе Бьярна Страуструпа (34) в начале 1994 года; первая же общедоступная реализация этого правила появилась только в 1997 году, когда НР включила ее в свой компилятор аС++. Поиск, зависящий от аргумента (А()Ь), первоначально был предложен Эндрю Кбнигом (Алагезе Коеп!я) (поэтому АПЬ иногда называют поиском Кенига — Коеп!я !оо!снр) только для операторных функций. Мотивировка была прежде всего эстетической: явно квалифицированные имена операторов с охватывающими пространствами имен в лучшем случае смотрятся ужасно (например, вместо а+Ь приходится писать гч:: орегасог+ (а, Ь) ), а требование объявлений.цнзпгз для каждого оператора приводит к чрезвычайно громоздкому коду.
Поэтому было решено, что поиск операторов должен проводиться в пространствах имен, связанных с аргументами. Позже А)3Ь был расширен для имен обычных функций. Обобщенные правила А1)Ь называются также расширенным поиском Кенига. 8 Фигурные скобки тоже не полностью избавляют от проблем. В частности, синтаксис специализации шаблонов классов требовал бы внесения существенных изменений.
Глава 10 Инстанцирование Инсталлирование ()пз(ап((а()оп) шаблонов — зто процесс, при котором на основе обобщенного определения шаблонов генерируются типы и функции . В С++ концепция инстанцирования шаблонов играет фундаментальную роль, однако она несколько запутана. Одна из основных причин состоит в том, что определения генерируемых шаблоном элементов не сосредоточены в одном месте исходного кода.
Местонахождение определения шаблона, его использования и определения аргументов — все это играет роль. В настоящей главе объясняется, как организовпь исходный код для надлежащего использования шаблонов. Кроме того, здесь представлены различные методы, которые используются в большинстве современных компиляторов С++ для инсганцирования шаблонов. Хотя все зти методы семантически эквивалентны, неплохо понимать основные принципы, лежащие в основе стратегии, которой придерживается ваш компилятор. В процессе реализации механизм инстанцирования обрастает набором мелких особенностей и, следовательно, подвергается влиянию конечных спецификаций языка С++. 10.1.
Инстанцирование по требованию Когда компилятор С++ встречается с использованием специализации шаблона, он создает ее, подставляя вместо параметров шаблона необходимые аргументыэ. Эти действия выполняются автоматически и не требуют внесения каких бы то ни было указаний в пользовательский код или в определение шаблона. В силу указанной особенности, т.е.
инстанцирования шаблона по требованию, которое иногда называют неявным (ппрйсй) или автомашическии (ацшпшбс) инстанцированием, шаблоны С++ стоят особняком по отношению к подобным ~озможностям других компилируемых языков программирования. Иногда термин инсталлирование применяется также для обозначения процесса создания объектов типов. Олнвко в данной книге этот термин всегда будет относиться к шаблонам. т Термин слеилсяиэаиия (зреснй(габон) применяется в обобщенном смысле.
Под ним подразумевается конкретный экземпляр шаблона (см. главу 7, "Основные термины в области шаблонов"). Этот термин ие относится к механизму явной слециализаиии (ехр1кй ярес(айхацоп), описываемой в главе 12, ' Специализация и перегрузка . 166 Глава 10. Инстанцирование При ннстанцировании по требованию компилятор обычно нуждается в доступе к полному определению (а не только к объявлению) шаблона и некоторых его членов в том месте, где этот шаблон используется. Рассмотрим небольшой исходный текст. сешр1асе<сурепаше Т> с1авв С; // (1) Только объявление // (2) Все в порядке: объявление // С<Тле> не требуется с<1пс>* р = о; Сешр1аееееурепаше Т> с1авя С ( риЫТс: чойс) х (); // (3) Объявление члена // (4) Определение шаблона // класса завершено // (5) Используется только // объявление шаблона чойс) о (с<1пс>а с) ( с.Т(); // (6) Используется определение // шаблона класса; нужно // определение С::Т() С<чоЫ>* р = пем Сечо1б>! В данном случае инстанцирование необходимо для того, чтобы компилятор мог определить размер обьекта С<чому>.
Возможно, вы заметили, что для данного конкретного шаблона тип аргумента Х, который подставляется вместо параметра Т, не влияет на размер шаблона, поскольку в любом случае класс С<Х> будет пустым. Однако от компилятора не требуется, чтобы он был способен зто определить.
Кроме того, в данном примере при ннстанцировании необходимо определить, доступен ли конструктор по умолчанию для класса С<уо1с)>/а также убедиться, что в этом классе не объявлены закрытые операторы пен или с)е1еее. В точке (1) доступно только объявление шаблона, но не его определение (такое объявление иногда называют иредваришельяым (1огвап) дес1агаг)оп)). Как и для обычных классов, определение шаблона класса может и не находиться в области видимости для объявления указателей или ссылок на данный класс (как это сделано в точке (2)).
Например, для указания типа, которому принадлежит параметр функции 9 (), не требуется полное определение шаблона С. Однако, как только компоненту понадобится информация о размере специализации шаблона, или при доступе к члену такой специализации, нужно, чтобы определение шаблона класса находилось полностью в области видимости. Этим объясняется, что в точке (6) исходного кода должно быть доступно определение шаблона класса; в противном случае компилятор не в состоянии проверить наличие и доступность членов (ни закрытых, ни защищенных).
Приведем еще одно выражение, требующее инстанцирования предыдущего шаблона класса, чтобы узнать размер конструкции Сечойб>. 10.2. Отложенное инстанцирование 167 Необходимость доступа к члену шаблона класса не всегда удается явно проследить на основе исходного кода. Например, для разрешения перегруженной функции в С++ требуется, чтобы типы классов, которым принадлежат параметры функции-кандидата, находились в области видимости. ГЕтр1аГе<Гурепате Т> с1авв С ( рцЫйс: С(йпГ); // Конструктор, который вызывается с одним // параметром, можно использовать для неявного )' // преобразования типов чойс) сапе)йс)аГе(С<с)оцЫе> сопзсй); // (1) чойс) санс)1с)асе(йпГ) () // (2) ьпГ шайп ( ) ( сапб1с)аГе(42); // Могут быть вызваны обе функции, // объявления которых приведены выше ) Вызов функции сапе)1с)аГе(42) будет разрешен с помощью объявления (2).
Однако объявление (1) также можно инстанцнровать, чтобы проверить, подходит ли оно для разрешения вызова (благодаря тому, что конструктор с одним аргументом способен неявно преобразовать аргумент 42 в гча1пе типа С<доцЬ1е>). Заметим, что компилятор может (но не обязан) выполнить инстанцирование, даже если способен обойтись при разрешении вызова и без него (в приведенном примере именно так и происходит; предпочесть неявное преобразование типов их точному совпадению невозможно). Заметим также, что инстанцирование экземпляра класса С<доцЬ1е> может привести к ошибке (что, возможно, покажется удивительным).
10.2. Отложенное инстанцнрованне Приведенные примеры иллюстрируют требования, которые существенно не отличаются от требований при использовании обычных, не шаблонных классов. Во многих случаях нужно, чтобы класс был завершенным. В том случае, когда класс задан с помоШью шаблона, компилятор генерирует полное определение класса с помошью определения шаблона класса. В связи с этим возникает вопрос: какая часть шаблона инстанцируется? Можно было бы отвеппь так: ровно столько, сколько необходимо. другими словами, при инстанцировании шаблонов компилятору следует быль максимально "ленивым".
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
