Effective C++條款42：模闆與泛型程式設計——了解typename的雙重意義

一、意義①

• 意義①：typename可以在template中聲明類型參數
• 在template中聲明類型參數時，typename和class是等價的，兩者都可以
• 例如：

//兩者是等價的

template<class T> class Widget;

template<typename T> class Widget;
           

二、意義②

• 意義②：可以用來聲明某種類型

示範說明

• 現在我們有一個模闆，其接受一個STL容器類型，然後列印容器中的第二個元素的值，但是這個模闆可能會産生錯誤。代碼如下：

template<typename C>

void print2nd(const C& container)

{

    if (container.size() >= 2) {

        C::const_iterator iter(container.begin()); //初始化疊代器，綁定到第一個元素上

        ++iter;

        int value = *iter;

        std::cout << value;

    }

}
           

• 關于“嵌套從屬名稱”和“非從屬名稱”的概念：
  • 從屬名稱：
    • 對于上面的iter來說，其是容器container的疊代器類型const_iterator，其依賴于template參數C的類型，是以我們稱const_iterator為從屬名稱（意義為：模闆内的一個名稱依賴于template的某個參數，那麼其就是從屬名稱）
    • 當從屬名稱屬于class内時，我們稱其為嵌套從屬名稱。是以上面的const_iterator就是一種嵌套從屬名稱
  • 非從屬名稱：上面的value變量，其類型就是int，不依賴于其他任何東西，是以我們稱int為非從屬名稱
• 上面的代碼之是以可能會産生錯誤，與從屬名稱有關系。我們現在考慮這樣的一個情況：
  • 我們修改print2nd模闆，假設在其中定義一個疊代器指針，代碼如下
  • 但是編譯器可能會這樣了解：const_iterator不是一個嵌套從屬名稱，而是一個類的static成員變量，x為一個局部變量。是以下面的代碼可能會被編譯器認為是兩個變量在相乘

template<typename C>

void print2nd(const C& container)

{

    //...

    //const_iterator可能被編譯器了解為C的static成員變量,x為一個變量，下面是兩個變量的相乘

    C::const_iterator* x;
    
    //...

}
           

• 正确的做法是為嵌套從屬名稱加上一個關鍵字typename，這樣可以顯式地告訴編譯器某種東西是一個類型，而不是其他東西。代碼如下：

template<typename C>

void print2nd(const C& container)

{

    if (container.size() >= 2) {

        //使用typename，顯式告訴編譯器，const_iterator是一個類型

        typename C::const_iterator iter(container.begin());

        ++iter;

        int value = *iter;

        std::cout << value;
        
    }

}
           

• 有了上面的規則之後，我們可以編寫下面的模闆函數，其接受一個容器類，和該容器的疊代器為參數。代碼如下：

template<typename C>

void print2nd(const C& container,typename C::const_iterator iter)

{

    //...

}
           

typename的一個例外

• 當typename用來聲明類型時，其不可以出現在兩個地方：
  • ①基類的派生清單中
  • ②構造函數的成員初始化列中中
• 我們假設Nested是基類中的一種類型。例如：

template<typename T>

class Derived :public Base<T>::Nested //此處不可以使用typename

{

public:

    explicit Derived(int)

    :Base<T>::Nested(x)//此處不可以使用typename

    {

        typename Base<T>::Nested temp; //此處可以使用typename

    }

};
           

typename在traits機制中的運用

• 假設我們現在有這樣一個函數模闆，其接受一個疊代器類型，我們打算在函數中為疊代器所指的對象做一份副本。代碼如下：

template<typename IterT>

void workWithIterator(IterT iter)

{

    typename std::iterator_traits<IterT>::value_type temp(*iter);

    //...

}
           

• 此處我們使用到了iterator_traits<>模闆類，其實一種traits類（參閱條款47）。我們傳遞給其一個疊代器類型為其進行執行個體化，那麼我們就可以通過其value_type萃取出疊代器所指的容器的類型。例如：
  • 如果IterT是list<string>::iterator，那麼value_type就代表string，temp的類型就是string
  • 如果IterT是vector<int>::iterator，那麼value_type就代表int，temp的類型就是int
• 因為value_type也是一種内嵌類型，是以我們需要使用typename聲明其是一種類型
• 如果上面的代碼比較複雜，那麼我們還可以搭配typedef來使用。例如：

template<typename IterT>

void workWithIterator(IterT iter)

{

    typedef typename std::iterator_traits<IterT>::value_type value_type; //為類型聲明别名

    value_type temp(*iter); //使用類型定義變量

    //...

}
           

• 關于typename的移植性問題：某些編譯器接受typename，而可能有少數編譯器不接受typename。是以其存在有移植性

三、總結

• 聲明template參數時，字首關鍵字class和typename可互換
• 請使用關鍵字typename辨別嵌套從屬類型名稱；但不得在base class lists（基類列）或member initialization list（成員初值列）内以它作為base class修飾符