Effective C++笔记之八：template中的class、typename关键字

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于 2018-04-24 20:21:38 首次发布

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本文深入探讨了C++中template的使用技巧，特别是class与typename的区别及typename在处理嵌套从属类型名称时的重要作用。

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template 声明式中，class 和 typename 这两个关键字意义完全相同

template<class T> class Widget;
template<typename T> class Widget;

有时候你一定要用 typename。

template <typename C> 
void print2nd(const C& container) 
{ 
    if (container.size() >= 2) 
    { 
        C::const_iterator iter(container.begin()); 
        ++iter; 
        int value = *iter; 
        std::cout << value; 
    } 
}

iter 的类型是C::const_iterator实际上是什么必须取决于template 参数C。template内出现的名称如果相依于某个template参数，称之为从属名称（dependent names）。如果从属名称在class内呈嵌套状，称之为嵌套从属名称（nested dependent name）。C::const_iterator就是这样一个名称嵌套从属名称。value类型int，不依赖任何template参数的名称，称为非从属名称（non-dependent name）。
嵌套从属名称可能导致解析的困难：

template <typename C> 
void print2nd(const C& container) 
{ 
    C::const_iterator* x; 
}

看起来我们好像声明一个local变量，是个指针，指向一个C::const_iterator。但它之所以被那么认为，是因为我们 “已经知道”C::const_iterator是个类型。如果C::const_iterator不是个类型呢？如果C有个static成员变量碰巧被命名为const_iterator。此时x碰巧是个global变量名称，那样上述代码就是一个相乘动作，C::const_iterator乘以x。撰写C++解析器的人必须操心所有可能的输入。
在我们知道C以前，没有任何办法可以知道C::const_iterator是否为一个类型。而当编译器开始解析 template print2nd 时，尚未确定C是什么东西。
C++有个规则可以解析这一歧义状态：如果解析器在template 中遭遇一个嵌套从属名称，它便假设这个名称不是个类型，除非你告诉它是。缺省情况下从属名称不是类型。此规则还有个例外，后面会提到。
所以上述代码不是有效的C++代码。我们必须告诉 C++ 说C::const_iterator是个类型。只要紧邻它之前放置关键字typename即可：

template <typename C>     //这个合法的C++代码 
void print2nd(const C& container) 
{ 
    if (container.size() >= 2) 
    { 
        typename C::const_iterator iter(container.begin()); 
        ++iter; 
        int value = *iter; 
        std::cout << value; 
    } 
}

typename只用来验明嵌套从属类型名称，其他名称不该有它存在。

template <typename C> 
void f(const C& container,        // 不允许使用 typename 
       typename C::iterator iter);// 一定要使用 typename

“typename必须作为嵌套从属类型名称的前缀词” 这一规则的例外是，typename 不可以出现在base classes list内的嵌套从属类型名称之前，也不可在member initialization list（成员初始化列表）中作为base class修饰符。例如：

template <typename T> 
class Derived: public Base<T>::Nested{// base class list中不允许“typename” 
public: 
    explicit Derived(int x) 
        :Base<T>::Nested(x)           //mem.init.list中不允许“typename” 
    { 
       typename Base<T>::Nested temp; //嵌套从属类型既不在base class list中也不在mem.init.list中， 
    }                                 // 作为一个base class修饰符需加上typename 
};

让我们看一个typename例子：一个function template，他接受一个迭代器，而我们打算为该迭代器指涉的对象做一份复件temp：

template <typename IterT> 
void workWithIterator(IterT) 
{ 
    typename std::iterator_traits<IterT>::value_type temp(*iter); 
}

如果IterT是 vector<int>::iterator，temp的类型就是int，如果IterT是list<string>::iterator，temp的类型就是string。由于std::iterator_traits<IterT>::value_type是个嵌套从属类型名称（value_type被嵌套于iterator_traits<IterT> 之内而IterT是个template参数），所以必须在它之前放置typename。
这么长你肯定会想建立一个typedef。

template <typename IterT>
void workWithIterator(IterT)
{
    typedef typename std::iterator_traits<IterT>::value_type value_type;
    value_type temp(*iter);
}

请记住：
1.声明template参数时，前缀关键字class 和 typename可互换。
2.请使用关键字typename标识嵌套从属类型名称；但不得在base class list（基类列表）或member initialization list（成员初值列表）内以它作为base class修饰符。

模板参数有三种类型：类型模板参数、模板的模板参数(以模板作为模板的参数)、非类型模板参数

详见：C++学习笔记：模板参数_胖小迪的博客-优快云博客_c++模板参数