En plantillas, dónde y por qué tengo que poner typename
y template
sobre los nombres de dependientes?
¿Qué son exactamente los nombres dependientes de todos modos?
Tengo el siguiente código:
template <typename T, typename Tail> // Tail will be a UnionNode too.
struct UnionNode : public Tail {
// ...
template<typename U> struct inUnion {
// Q: where to add typename/template here?
typedef Tail::inUnion<U> dummy;
};
template< > struct inUnion<T> {
};
};
template <typename T> // For the last node Tn.
struct UnionNode<T, void> {
// ...
template<typename U> struct inUnion {
char fail[ -2 + (sizeof(U)%2) ]; // Cannot be instantiated for any U
};
template< > struct inUnion<T> {
};
};
El problema que tengo está en la typedef Tail::inUnion<U> dummy
línea. Estoy bastante seguro de que inUnion
es un nombre dependiente, y VC ++ tiene razón al ahogarse.
También sé que debería poder agregar en template
algún lugar para decirle al compilador que inUnion es un id de plantilla. ¿Pero dónde exactamente? ¿Y debería suponer que inUnion es una plantilla de clase, es decir, inUnion<U>
nombra un tipo y no una función?
Respuestas:
(Vea aquí también para mi respuesta C ++ 11 )
Para analizar un programa C ++, el compilador necesita saber si ciertos nombres son tipos o no. El siguiente ejemplo demuestra que:
¿Cómo se debe analizar esto? Para muchos idiomas, un compilador no necesita saber el significado de un nombre para analizar y básicamente saber qué acción hace una línea de código. Sin embargo, en C ++, lo anterior puede producir interpretaciones muy diferentes según el
t
medio. Si es un tipo, entonces será una declaración de un punterof
. Sin embargo, si no es un tipo, será una multiplicación. Entonces, el Estándar C ++ dice en el párrafo (3/7):¿Cómo descubrirá el compilador a qué se
t::x
refiere un nombre si set
refiere a un parámetro de tipo de plantilla?x
podría ser un miembro de datos int estático que podría multiplicarse o podría ser igualmente una clase anidada o typedef que podría dar lugar a una declaración. Si un nombre tiene esta propiedad, que no se puede buscar hasta que se conozcan los argumentos reales de la plantilla, se llama un nombre dependiente ("depende" de los parámetros de la plantilla).Puede recomendar esperar hasta que el usuario cree una instancia de la plantilla:
Esto funcionará y, de hecho, el Estándar lo permite como un posible enfoque de implementación. Estos compiladores básicamente copian el texto de la plantilla en un búfer interno, y solo cuando se necesita una instanciación, analizan la plantilla y posiblemente detectan errores en la definición. Pero en lugar de molestar a los usuarios de la plantilla (¡pobres colegas!) Con errores cometidos por el autor de una plantilla, otras implementaciones eligen verificar las plantillas desde el principio y dar errores en la definición lo antes posible, incluso antes de que se produzca una instancia.
Entonces, tiene que haber una manera de decirle al compilador que ciertos nombres son tipos y que ciertos nombres no lo son.
La palabra clave "typename"
La respuesta es: Decidimos cómo el compilador debe analizar esto. Si
t::x
es un nombre dependiente, entonces necesitamos ponerle un prefijotypename
para decirle al compilador que lo analice de cierta manera. La Norma dice en (14.6 / 2):Hay muchos nombres para los que
typename
no es necesario, porque el compilador puede, con la búsqueda de nombre aplicable en la definición de plantilla, descubrir cómo analizar una construcción en sí misma, por ejemploT *f;
, cuandoT
es un parámetro de plantilla de tipo. Pero parat::x * f;
ser una declaración, debe escribirse comotypename t::x *f;
. Si omite la palabra clave y se considera que el nombre no es de tipo, pero cuando la instanciación lo encuentra denota un tipo, el compilador emite los mensajes de error habituales. A veces, el error se da en consecuencia en el momento de la definición:La sintaxis
typename
solo permite nombres calificados antes ; por lo tanto, se da por sentado que siempre se sabe que los nombres no calificados se refieren a tipos si lo hacen.Existe un problema similar para los nombres que denotan plantillas, como se insinúa en el texto introductorio.
La palabra clave "plantilla"
¿Recuerda la cita inicial anterior y cómo el Estándar requiere un manejo especial para las plantillas también? Tomemos el siguiente ejemplo de aspecto inocente:
Puede parecer obvio para un lector humano. No es así para el compilador. Imagine la siguiente definición arbitraria de
boost::function
yf
:Esa es realmente una expresión válida ! Utiliza el operador menor que para comparar
boost::function
contra cero (int()
), y luego usa el operador mayor que para comparar el resultadobool
contraf
. Sin embargo, como bien sabrá,boost::function
en la vida real es una plantilla, por lo que el compilador sabe (14.2 / 3):Ahora volvemos al mismo problema que con
typename
. ¿Qué sucede si aún no podemos saber si el nombre es una plantilla al analizar el código? Tendremos que insertartemplate
inmediatamente antes del nombre de la plantilla, según lo especificado por14.2/4
. Esto se ve así:Los nombres de plantillas no sólo puede ocurrir después de un
::
sino también después de un->
o.
en un miembro de la clase de acceso. También debe insertar la palabra clave allí:Dependencias
Para las personas que tienen libros gruesos de Standardese en su estante y que quieren saber de qué estaba hablando exactamente, hablaré un poco sobre cómo se especifica esto en el Estándar.
En las declaraciones de plantilla, algunas construcciones tienen diferentes significados según los argumentos de plantilla que use para crear una instancia de la plantilla: las expresiones pueden tener diferentes tipos o valores, las variables pueden tener diferentes tipos o las llamadas a funciones pueden terminar llamando a diferentes funciones. Dichas construcciones generalmente se dice que dependen de parámetros de plantilla.
El Estándar define con precisión las reglas según si una construcción es dependiente o no. Los separa en grupos lógicamente diferentes: uno captura tipos, otro captura expresiones. Las expresiones pueden depender de su valor y / o su tipo. Así que tenemos, con ejemplos típicos anexados:
T
)N
)(T)0
)La mayoría de las reglas son intuitivas y se crean de forma recursiva: por ejemplo, un tipo construido como
T[N]
un tipo dependiente siN
es una expresión dependiente del valor oT
es un tipo dependiente. Los detalles de esto se pueden leer en la sección(14.6.2/1
) para tipos dependientes,(14.6.2.2)
para expresiones dependientes de tipo y(14.6.2.3)
para expresiones dependientes de valor.Nombres dependientes
El estándar no es claro sobre qué es exactamente un nombre dependiente . En una lectura simple (ya sabes, el principio de menor sorpresa), todo lo que define como un nombre dependiente es el caso especial para los nombres de funciones a continuación. Pero dado que claramente
T::x
también debe buscarse en el contexto de creación de instancias, también debe ser un nombre dependiente (afortunadamente, a partir de mediados de C ++ 14 el comité ha comenzado a estudiar cómo solucionar esta definición confusa).Para evitar este problema, he recurrido a una interpretación simple del texto estándar. De todas las construcciones que denotan tipos o expresiones dependientes, un subconjunto de ellas representa nombres. Esos nombres son, por lo tanto, "nombres dependientes". Un nombre puede tomar diferentes formas: el Estándar dice:
Un identificador es solo una secuencia simple de caracteres / dígitos, mientras que los dos siguientes son la forma
operator +
yoperator type
. La última forma estemplate-name <argument list>
. Todos estos son nombres, y por uso convencional en el Estándar, un nombre también puede incluir calificadores que dicen en qué espacio de nombre o clase se debe buscar un nombre.Una expresión dependiente del valor
1 + N
no es un nombre, sino que loN
es. El subconjunto de todas las construcciones dependientes que son nombres se denomina nombre dependiente . Sin embargo, los nombres de las funciones pueden tener un significado diferente en las diferentes instancias de una plantilla, pero desafortunadamente esta regla general no los atrapa.Nombres de funciones dependientes
No es principalmente una preocupación de este artículo, pero vale la pena mencionarlo: los nombres de las funciones son una excepción que se manejan por separado. El nombre de una función de identificador depende no solo, sino de las expresiones de argumento dependientes del tipo utilizadas en una llamada. En el ejemplo
f((T)0)
,f
es un nombre dependiente. En el Estándar, esto se especifica en(14.6.2/1)
.Notas adicionales y ejemplos
En suficientes casos necesitamos ambos de
typename
ytemplate
. Su código debe verse como el siguienteLa palabra clave
template
no siempre tiene que aparecer en la última parte de un nombre. Puede aparecer en el medio antes de un nombre de clase que se usa como ámbito, como en el siguiente ejemploEn algunos casos, las palabras clave están prohibidas, como se detalla a continuación
En el nombre de una clase base dependiente no se le permite escribir
typename
. Se supone que el nombre dado es un nombre de tipo de clase. Esto es cierto para ambos nombres en la lista de clase base y la lista de inicializador del constructor:En el uso de declaraciones no es posible usar
template
después de la última::
, y el comité de C ++ dijo que no trabajara en una solución.fuente
typename
se aplique incluso cuando la sintaxis no permite interpretaciones alternativas que no sean nombres de tipo en este momento?C ++ 11
Problema
Si bien las reglas en C ++ 03 sobre cuándo las necesita
typename
ytemplate
son en gran medida razonables, su formulación tiene una desventaja molestaComo se puede ver, necesitamos la palabra clave de desambiguación, incluso si el compilador podría descubrir perfectamente que
A::result_type
solo puede serint
(y, por lo tanto, es un tipo), ythis->g
solo puede ser la plantilla miembrog
declarada más tarde (incluso siA
está explícitamente especializada en alguna parte, eso sería no afecta el código dentro de esa plantilla, por lo que su significado no puede verse afectado por una especialización posterior deA
!).Instanciación actual
Para mejorar la situación, en C ++ 11 el lenguaje rastrea cuando un tipo se refiere a la plantilla adjunta. Para saber que, el tipo debe haber sido formado mediante el uso de una cierta forma de nombre, que es su propio nombre (en lo anterior,
A
,A<T>
,::A<T>
). Se sabe que un tipo referenciado por dicho nombre es la instanciación actual . Puede haber varios tipos que son todas las instancias actuales si el tipo del que se forma el nombre es una clase miembro / anidada (entonces,A::NestedClass
yA
ambas son instancias actuales).Basado en esta noción, el lenguaje dice que
CurrentInstantiation::Foo
,Foo
yCurrentInstantiationTyped->Foo
(comoA *a = this; a->Foo
) son todos miembros de la instanciación actual si se descubre que son miembros de una clase que es la instanciación actual o una de sus clases base no dependientes (simplemente haciendo el nombre de búsqueda de inmediato).Las palabras clave
typename
ytemplate
ahora ya no se necesitan si el calificador es un miembro de la instanciación actual. Un punto clave aquí para recordar es que todavíaA<T>
es un nombre dependiente del tipo (después de todo, también es dependiente del tipo). Pero se sabe que es un tipo: el compilador buscará "mágicamente" este tipo de tipos dependientes para resolver esto.T
A<T>::result_type
Eso es impresionante, pero ¿podemos hacerlo mejor? El lenguaje incluso va más allá y requiere que una implementación vuelva a buscar
D::result_type
al crear instanciasD::f
(incluso si ya encontró su significado en el momento de la definición). Cuando ahora el resultado de la búsqueda difiere o resulta en ambigüedad, el programa está mal formado y se debe dar un diagnóstico. Imagina lo que sucede si definimosC
asíSe requiere un compilador para detectar el error al crear instancias
D<int>::f
. Entonces obtienes lo mejor de los dos mundos: la búsqueda "retrasada" que te protege si puedes tener problemas con las clases base dependientes, y también la búsqueda "inmediata" que te libera detypename
ytemplate
.Especializaciones desconocidas
En el código de
D
, el nombretypename D::questionable_type
no es miembro de la instanciación actual. En cambio, el lenguaje lo marca como miembro de una especialización desconocida . En particular, este es siempre el caso cuando está haciendoDependentTypeName::Foo
oDependentTypedName->Foo
y el tipo dependiente no es la instanciación actual (en cuyo caso el compilador puede darse por vencido y decir "veremos más tarde lo queFoo
es) o es la instanciación actual y el no se encontró el nombre en él o en sus clases base no dependientes y también hay clases base dependientes.Imagine lo que sucede si tuviéramos una función miembro
h
dentro de laA
plantilla de clase definida anteriormenteEn C ++ 03, el lenguaje permitió detectar este error porque nunca podría haber una forma válida de instanciar
A<T>::h
(cualquier argumento que le desT
). En C ++ 11, el lenguaje ahora tiene una verificación adicional para dar más razones para que los compiladores implementen esta regla. ComoA
no tiene clases base dependientes yA
no declara miembroquestionable_type
, el nombre noA<T>::questionable_type
es miembro de la instanciación actual niUn miembro de una especialización desconocida. En ese caso, no debe haber forma de que ese código pueda compilarse válidamente en el momento de la instanciación, por lo que el lenguaje prohíbe que un nombre donde el calificador sea la instanciación actual no sea miembro de una especialización desconocida ni miembro de la instanciación actual (sin embargo , aún no se requiere diagnosticar esta violación).Ejemplos y curiosidades
Puede probar este conocimiento en esta respuesta y ver si las definiciones anteriores tienen sentido para usted en un ejemplo del mundo real (se repiten un poco menos detalladas en esa respuesta).
Las reglas de C ++ 11 hacen que el siguiente código válido de C ++ 03 esté mal formado (lo cual no fue pensado por el comité de C ++, pero probablemente no se solucionará)
Este código válido C ++ 03 se uniría
this->f
aA::f
en tiempo de creación de instancias y todo está bien. Sin embargo, C ++ 11 lo vincula inmediatamenteB::f
y requiere una doble verificación al crear instancias, verificando si la búsqueda aún coincide. Sin embargo, al crear instanciasC<A>::g
, se aplica la Regla de Dominio y la búsqueda se encuentra en suA::f
lugar.fuente
¿Para qué sirve
typename
ytemplate
?typename
ytemplate
son utilizables en circunstancias que no sean al declarar una plantilla.Hay ciertos contextos en C ++ donde se debe decir explícitamente al compilador cómo tratar un nombre, y todos estos contextos tienen una cosa en común; dependen de al menos un parámetro de plantilla .
Nos referimos a tales nombres, donde puede haber una ambigüedad en la interpretación, como; " nombres dependientes ".
Esta publicación ofrecerá una explicación de la relación entre los nombres dependientes y las dos palabras clave.
UN SNIPPET DICE MÁS DE 1000 PALABRAS
Trate de explicar lo que está sucediendo en la siguiente plantilla de función , ya sea para usted, un amigo o quizás su gato; ¿Qué está pasando en la declaración marcada ( A )?
Puede que no sea tan fácil como se piensa, más específicamente el resultado de evaluar ( A ) depende en gran medida de la definición del tipo pasado como parámetro de plantilla
T
.Diferentes
T
s pueden cambiar drásticamente la semántica involucrada.Los dos escenarios diferentes :
Si instanciamos la plantilla de función con el tipo X , como en ( C ), tendremos una declaración de un puntero a int llamado x , pero;
si instanciamos la plantilla con el tipo Y , como en ( D ), ( A ) consistiría en una expresión que calcula el producto de 123 multiplicado por alguna variable ya declarada x .
LO RACIONAL
El estándar C ++ se preocupa por nuestra seguridad y bienestar, al menos en este caso.
Para evitar que una implementación sufra sorpresas desagradables, el Estándar exige que resolvamos la ambigüedad de un nombre dependiente al establecer explícitamente la intención en cualquier lugar donde nos gustaría tratar el nombre como un nombre de tipo o una plantilla. id .
Si no se indica nada, el nombre del dependiente se considerará como una variable o una función.
¿CÓMO MANEJAR LOS NOMBRES DEPENDIENTES ?
Si se tratara de una película de Hollywood, los nombres dependientes serían la enfermedad que se propaga a través del contacto corporal, afecta instantáneamente a su anfitrión para confundirlo. Confusión que podría, posiblemente, conducir a un programa perso-, erhm .. mal formado.
Un nombre dependiente es cualquier nombre que depende directa o indirectamente de un parámetro de plantilla .
Tenemos cuatro nombres dependientes en el fragmento anterior:
SomeTrait<T>
, que incluyeT
, y;SomeTrait<T>
y;SomeTrait<T>
, y;SomeTrait<T>
.Ninguna de las afirmaciones ( E ), ( F ) o ( G ) es válida si el compilador interpretaría los nombres dependientes como variables / funciones (lo que, como se indicó anteriormente, es lo que sucede si no decimos explícitamente lo contrario).
LA SOLUCIÓN
Para que
g_tmpl
tenga una definición válida, debemos decirle explícitamente al compilador que esperamos un tipo en ( E ), una plantilla-id y un tipo en ( F ), y una plantilla-id en ( G ).Cada vez que un nombre denota un tipo, todos los nombres involucrados deben ser nombres de tipo o espacios de nombres , con esto en mente es bastante fácil ver que aplicamos
typename
al comienzo de nuestro nombre totalmente calificado .template
sin embargo, es diferente a este respecto, ya que no hay forma de llegar a una conclusión como; "oh, esta es una plantilla, entonces esta otra cosa también debe ser una plantilla" . Esto significa que aplicamostemplate
directamente frente a cualquier nombre que nos gustaría tratar como tal.¿PUEDO PEGAR LAS PALABRAS CLAVE DELANTE DE CUALQUIER NOMBRE?
Las reglas en el Estándar establecen que puede aplicar las palabras clave siempre que se trate de un nombre calificado ( K ), pero si el nombre no está calificado, la aplicación está mal formada ( L ).
Nota : Aplicar
typename
otemplate
en un contexto donde no se requiere no se considera una buena práctica; solo porque puedes hacer algo, no significa que debas hacerlo.Además, hay contextos donde
typename
ytemplate
están explícitamente prohibidos:Al especificar las bases de las cuales hereda una clase
Cada nombre escrito en la lista de especificador base de una clase derivada ya se trata como un nombre de tipo , especificando explícitamente que
typename
está mal formado y es redundante.Cuando el id de plantilla es el que se menciona en la directiva using de una clase derivada
fuente
Sin embargo, no estoy seguro de que su implementación de inUnion sea correcta. Si entiendo correctamente, se supone que esta clase no debe ser instanciada, por lo tanto, la pestaña "falla" nunca fallará. Quizás sería mejor indicar si el tipo está en la unión o no con un valor booleano simple.
PD: Echa un vistazo a Boost :: Variant
PS2: Echa un vistazo a las listas de tipos , especialmente en el libro de Andrei Alexandrescu: Modern C ++ Design
fuente
Esta respuesta está destinada a ser bastante breve y dulce para responder (parte de) la pregunta titulada. Si desea una respuesta con más detalles que explique por qué tiene que ponerlas allí, vaya aquí .
La regla general para colocar la
typename
palabra clave es principalmente cuando está usando un parámetro de plantilla y desea acceder a untypedef
alias anidado o de uso, por ejemplo:Tenga en cuenta que esto también se aplica a las funciones meta o cosas que también toman parámetros genéricos de plantilla. Sin embargo, si el parámetro de plantilla proporcionado es un tipo explícito, entonces no tiene que especificar
typename
, por ejemplo:Las reglas generales para agregar el
template
calificador son en su mayoría similares, excepto que generalmente involucran funciones miembro con plantilla (estáticas o de otro tipo) de una estructura / clase que en sí misma tiene plantilla, por ejemplo:Dada esta estructura y función:
Intentar acceder
t.get<int>()
desde dentro de la función dará como resultado un error:Por lo tanto, en este contexto, necesitaría la
template
palabra clave de antemano y llamarla así:t.template get<int>()
De esa manera, el compilador analizará esto correctamente en lugar de hacerlo
t.get < int
.fuente
Estoy colocando la excelente respuesta de JLBorges a una pregunta similar textualmente de cplusplus.com, ya que es la explicación más sucinta que he leído sobre el tema.
Resumen
Use la palabra clave typename solo en las declaraciones y definiciones de plantillas siempre que tenga un nombre calificado que se refiera a un tipo y dependa de un parámetro de plantilla.
fuente