了解typename的双重意义——条款42-优快云博客

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提一个问题：以下template声明式中，class和typename有什么不同？

template<class T> class Widget;  //使用"class"
template<typenameT> class Widget;  //使用"typename"

答案：没有不同。当我们声明template类型参数，class和typename的意义完全相同。某些程序员始终比较喜欢class，因为可以少打几个字。其他人比较喜欢typename，因为它暗示参数并非一定得是个class类型。少数开发人员在接受任何类型时使用typename，而只在接受用户自定义类型时保留旧式的class。然而从C++的角度来看，声明template参数时，不论使用关键字class或typename，意义完全相同。

然而C++并不总是把class和typename视为等价。有时候你一定得使用typename。为了解其时机，我们必须先谈谈你可以在template内指涉（refer to）的两种名称。

假设我们有个template function，接受一个STL兼容容器为参数，容器内持有的对象可被赋值为ints。进一步假设这个函数仅仅只是打印其第二元素值。这是一个无聊的函数，以无聊的方式实现，而且如稍后所言，它甚至不能通过便以。

template<typename C>
void print2nd(const C& container)    // 打印容器内第二个元素
{                                    // 注意这不是有效C++代码
    if (container.size() >= 2) {
        C::const_iterator iter(container.begin());    // 取得第一元素的迭代器
        ++iter;                                       // 将iter移往第二元素
        int value = *iter;                            // 将该元素复制到某个int
        std::cout << value;                           // 打印那个int
    } 
}

在代码中特别强调两个local变量和itemvalue。iter的类型是C::const_iterator，实际是什么必须取决于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。如果从属名称在class内呈嵌套状，我们称它为嵌套从属名称。C::const_iterator就是这样一个名称。实际上它还是个嵌套从属类型名称，也就是个嵌套从属名称并且指涉某类型。

print2nd内的另一个local变量value，其类型是int。int是一个并不依赖任何template参数的名称。这样的名称是非从属名称。

嵌套从属名称有可能导致解析困难。举个例子，假设我们令print2nd更愚蠢些，这样起头：

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

看起来好像我们声明x为一个local变量，它是个指针，指向一个C::const_iterator。但它之所以被那么认为，只因为我们“已经知道”C::const_iterator不是个类型呢？如果C有个static成员变量而碰巧被命名为const_iterator，或如果x碰巧是个global变量名称呢？那样的话上述代码就不再是声明一个local变量，而是一个相乘动作：C::const_iterator乘以x。当然，这听起来有点疯狂，但却是可能的，而撰写C++解析器的人必须操心所有可能的输入，甚至是这么疯狂的输入。

在我们知道C是什么之前，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，尚未确知C是什么东西。C++有个规则可以解析此一歧义状态：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。所以缺省情况下嵌套从属名称不是类型。此规则有个例外，稍后会提到。

现在再次看看print2nd起始处：

template<typename C>
void print2nd(const C& container)    
{                                    
    if (container.size() >= 2) {
        C::const_iterator iter(container.begin());    // 这个名称被假设为非类型
        ...

现在应该很清楚为什么这不是有效的C++代码了吧。iter声明式只有在C::const_iterator是个类型时才合理，但我们并没有告诉C++说它是，于是C++假设它不是。若要矫正这个形势，我们必须告诉C++说C::const_iterator是个类型。只要紧临它之前放置关键字typename即可：

template<typename C>                 // 这是合法的C++代码
void print2nd(const C& container)    
{                                    
    if (container.size() >= 2) {
        typename C::const_iterator iter(container.begin());    
        ...

一般性规则很简单：任何时候当你想要在template中指涉一个嵌套从属类型名称，就必须在紧临它的前一个位置放上关键字typename。

typename只被用来验明嵌套从属类型名称：其他名称不该有它存在。例如下面这个function template，接受一个容器和一个“指向该容器”的迭代器：

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

上述的C并不是嵌套从属类型名称（它并非嵌套于任何“取决于template参数”的东西内），所以声明container时并不需要以typename为前导，但C::iterator是个嵌套从属类型名称，所以必须以typename为前导。

“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（成员初始列）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;     // 嵌套从属类型名称，
        ...                                // 既不在base class list中也不再mem.init.list中,
    }                                      // 作为一个base class修饰符需加上typename
    ...
};

作为结语，我应该提到，typename相关规则在不同的编译器上有不同的实践。某些编译器接受的代码原本该有typename却遗漏了；原本不该有typename却出现了；还有少数编译器（通常是较旧版本）根本就拒绝typename。这意味typename和“嵌套从属类型名称”之间的互动，也许会在移植性方面带给你某种温和的头疼。

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