Б. Страуструп - Язык программирования С++. Специальное издание, 3-изд. Бином. 2004 (1160791), страница 83
Текст из файла (страница 83)
с(лены шаблона класса объявляются и определяются точно также, как и для обычного класса. Член шаблона не обязательно определять внутри самого шаблона. В этом случае где-то должно существовать его определение, точно также, как и в случае с классом, не являющимся шаблоном Я В. (3.7). Члены шаблона класса в свою очередь являются шаблонами, параметризованными при помощи аргументов шаблона. Например; 1етр!а1е<с!аяя С> я1гис1 81ггпи<С>. Бгер ( С* я, // указатель на элементы га1яя; О количество элементов ш1 и; // подсчесп количества обращений гетр!а!с<с!аяя С> С Мт~пд<С>сгеас/ (!п1 !(сои я1 ( ге!игл гер — >я(!]; ) сесар!а1е<с!аяяС> В!ггпу<С>с81пщ(( ( гер = пегв Бгер (О, С Щ; Параметры шаблонов, такие как С, являются скорее параметрами, чем именами типов, определенными внешним образом по отношению к шаблону.
Однако это никоим образом не влияет на то, как мы пишем код шаблона с их использованием. Внутри области видимости 31г!пя'<С> квалификация с <С> избыточна для имени самого шаблона, поэтому 51г!пи<С>пЯг!пд — имя конструктора. Если хотите, можете писать явно: 1етр1а1е <с!аяя С> 81ггпа<С>к81г!ау<С> (( 381 13.2. Простой шаблон строк ( гер = лет Згер (О, С ()); Лналогично тому, как в программе может существовать только одна функция, определяющая функцию-член класса, может существовать только один шаблон функции, определяющий функцию-член шаблона класса. Однако перегрузка возможна только для функций Я 13.3.2), в то время как специализация (з 13.5) позволяет нам обеспечить альтернативные реализации шаблона Перегрузка имени шаблона класса невозможна, поэтому никакая другая сущность не может быть объявлена в той же области видимости и с тем же именем, что н шаблон класса (см.
также э 13.5). Например: (етр(а!е<е(аее Т с!ааа $гплй( !» ... »!); е(ааз 5(г(лй( у* - */)' ~/ ошибка: двойное определение Тип, используемый в качестве аргумента шаблона, должен обеспечивать интерфейс, ожидаемый шаблоном. Напримср, тип, используемый в качсстве аргумента шаблона Яг(лд, должен обеспечивать обычные операции копирования (ч 10АА.1, э 20.2.1). Обратите внимание: не требуется, чтобы различные возможные аргументы лля одного и того же параметра шаблона были связаны наследованием. 13.2.2. Инстанцироаание Процесс генерации объявления класса по шаблону класса н аргументу шаблона часто называется игапланцирооанием шаблона (Гешр)аге гпзсапг1ааоп) Я В.13.7).
Лналогично, функция генерируется (<инстанцируется») нз шаблона функции и аргумента шаблона. Версия шаблона для конкретного аргумента шаблона называется специализацией. Генерация версий функций шаблона для набора аргументов шаблона Я В.13.7) является задачей компилятора, а не программиста. Например: 3!г(ля<едаг> ее, ооиЩ ( Згг(лй</сда г> !е; ее = "Какой код сгенерировать, решает компилятор'; В этом случае компилятор генерирует объявления для Яг(щ<сЬаг> и Яг(лд<усЬаг>, для их соответствующих типов Югер, для их деструкторов н конструкторов по умолчанию и для присваивания 5!г!лд<сЬаг>сорега!ог= (сЬаг*).
Другие функции-члены не используются и не должны генерироваться. Сгенерированные классы являются совершенно обычными классами, которые подчиняются всем стандартным правилам для классов. Лналогично, сгенерированные функции являются обычными функциями, которые подчиняются всем стандартным правилам для функций. Очевидно, что шаблоны обеспечивают эффективный способ генерации кода из сравнительно коротких определений. Поэтому требуется некоторая осмотрительность во избежание заполнения памяти почти идентичными определениями функций Я 13.5). Глава 13.
Шаблоны 382 13.2.3. Параметры шаблонов Параметрами шаблонов могут быть: парамстры-типы, параметры обычных типов, такие как сп1, и параметры-шаблоны (3 В.13.3). Естественно, у шаблона может быть несколько параметров. Например: 1етр!а1е<с!авв Т, Тс!е/ иа!> с!авв Соп1(/* ... */); Как видно, параметр шаблона может быть использован для определения последующих параметров шаблона. Целые аргументы используются обычно для задания размеров н границ. Например: 1етр!а1е<с!авв Т, !п1 тах> с!аез ВиДег ( Т о(тах(, риЬ!1с: ВиЯег (( ( ) //- Ви!зег<сяаг,!28' сЬиЯ Вио'ег<!и!, 5000> !Ьи/ ВиДег<Т!есогс1, 8> гби/, Простые контейнеры с ограниченными возможностями, такпс как Ви()ег, могут иметь большое значение, когда компактность кода и эффективность во время выполнения имеют первостепенное значение (что препятствует использованию более общих классов е1г!пд или оес1ог).
Передача размера в качестве аргумента шаблона ВиЯег позволяет его разработчику избежать использования лишнеи памяти. Другим примером может служить тип Ванне из 3 25.б.1. Аргумент шаблона может быть константным выражением Я В,5), адресом объекта нли функции с внешней компоновкой Я 9.2) илн неперегруженным указателем на член Я 15.5).
Указатель, используемый в качестве аргумента шаблона, должен иметь форму 8 о/; где о/является именем объекта или функции, либо в форме !', где /является именем функпии. Указатель на член должен быть в форме йХ::о/; где о/'является именем члена. В частности, строковый литерал не допустим в качестве аргумента шаблона. Целый аргумент шаблона должен быть константой; ио(с!/~ т1 с) ВиОег<!п1, 1> Ьх; //о~иибка: требкетсл константное выражение И наоборот, паралсетр гцаблона, не являюгдийся типом, является константой в теле шаблона, поэтому попытка изменения значения этого парал!стра является ошцбкой. 13.2.4.
Эквивалентность типов Прп наличии шаблона, мы можем генерировать типы путем задания аргументов шаб- лона. Наприлсер; 81г!пд'<сбаг> в1, 81г!п8<ипв!аллес! слог в2; 81г!п8<!сс1> в8; звз 13.2. Простой шаблон строк 1урес(е(ипзгапед с»аг Юс»аг, $1г(ау<11«»аг> з4; 51г1па<с»аг> зб; ВиЯег<З1г(ау<с»аг>, 10> Ы, Ви(лег<с»аг, 10> Ь2; ВиДег<с»аг, 20 — !О ЬЗ; При использовании одного и того же набора аргументов шаблона мы всегда получаем одцп и тот же сгенерированный тип.
Однако что означает «один и тот же» н этом контексте? Как всегда, 1дрес(е) не создает новые типы, поэтому В!г1пи< 1мЬаг> является тем же типом, что и В1г1пбг<ипз(аллес! сЬаз>. И наоборот, сЬаг и ипз(рпег( сЬаг являются различными типами (ф 4.3), поэтому Яг(пи<сЬаг> и $1г(пд<ипз10пег2сЬаг> являются различными типами. Компилятор умеет вычислять константные выражения (й В.5), поэтому тип ВиД~ег сЬаг, 20 — 10> тот же, по и ВиЯег<сЬаг, 10>. 13.2.5.
Проверка типов Шаблон определяется, а затем используется н сочетании с набором его аргументов. При определении шаблона осуществляется проверка отсутствия синтаксических и, возможно, других ошибок, которые можно обнаружить вне зависимости от конкретного набора аргументов шаблона. Например: 1етр1а1е<с!азз Т с1аьз 1лз1( зггис! Е1гг» ( 1.1п»" рге; )лп»' зис, Тиа1; Вп»(1(п» р,й(п»*з,сопз1Тао).рге(р)"зи'(з) "а!(")() // синтаксическая ошибка: отсупгсгпеует точка с запя топ Тяп»' Ьеад; риЫ1с 1лзг () Иеа<1 (7) () //оигибка: инициализация указателя целым Тлз1(сопз1 Т8 1): Иеад(пев1лп» (О, о, 1)) () //ошибки: неопределенный // иденти4гггкотор о ооЫ рг1п! а11 () ( зог (11п»* р = Иеа<1; р; р = р->кис) соиг «р->за! « 'л и'; ) )' Компилятор может обнаружить простые семантические ошибки в точке определения илп позднее в точке использования.
Пользователи обычно предпочитают более раннее обнаружение. но не нсе «простые» ошибки легко можно обнаружить. В примере выше я сделал трп «ошибки». Независимо от того, какой у шаблона параметр, указатель 1лп»«не может быть инициализирован целым значением 7. Аналогично, идентификатор о (конечно, это опечатка — должен быть ноль) не может быть аргументом конструктора 1лз1<Т>сап», потому что в области видимости нет такого имени. Имя, нспользугощееся в определении шаблона, должно либо находиться в области видимости, либо некоторым, достаточно очевидным образом, зависеть от параметра шаблона Я В.13.8.1).
Наиболее часто встречаемой и очевидной зависимостью от па- Зо4 Глава 13. Шаблоны раметра Т является объявление члена типа Т или функции-члена с аргументом типа Т. В качестве более тонкого примера можно привести Е(в!<Т срг(п! ай(), сои1«р — >иа! (см. выше).
Ошибки, имеющие отношение к использованию параметров шаблона, нельзя обнаружить до момента инстанцирования шаблона. Например; с!аяя !сес ( / ",. */ ); иоиЦ(Е!в!<(пс 8, 11, Е(в!<Рес>8, 1г) ( Тпрг!п! а(1 (); 1грпп! ай(); Проверка !Ерг(п! ай () осуществляется успешно, но 1грг!и! ай приводит к сообщению об ошибке использования типов, потому что оператор вывода «не определен для Лес. Самое раннее, когда могут быть обнаружены ошибки, имеющие отношение к использованию параметров шаблона, — это точка первого задания конкретных аргументов шаблона. Это место обычно называют первой точкой инстанцирования или просто тонкой инстанцирования (см. 9 В.13.7).
Конкретные реализации могут откладывать проверки такого рода до этапа компоновки. Гели бы в текушей единице компиляции находилось только объявление функции ргсп! ай (), а не ее определение, проверка соответствия типов могла бы бьшь отложена на более поздние этапы (см. ~ 13.7). Независимо от того, когда осуществляется проверка, используются одни и те же правила. Отметим еще раз, что пользователи предпочитают раннее обнаружение ошибок. Можно наложить ограничения на аргументы шаблона в терминах функций-членов (см. 9 13.9(16)).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
