c++11-17 模板核心知识（十四）—— 解析模板之依赖型模板名称 Dependent Names of Templates(.template/->template/::template)

  • tokenization与parsing

  • 解析模板之类型的依赖名称 Dependent Names of Templates

    • Example One

    • Example Two

    • Example Three

有时间的建议先看下上篇文章 ： c++11-17 模板核心知识（十三）—— 名称查找与ADL

tokenization与parsing

绝大多数语言在编译的时候都有两个阶段：

  • tokenization，或者叫scanning/lexing

  • parsing

tokenization阶段会读取源码并生成一系列token. 例如：int *p = 0;，tokenizer会生成关键字int、运算符*、标识符p、运算符=、整数0、运算符;

接下来，parser会递归的减少标记，寻找已知的模式。例如：token 0是一个合法的表达式，*p组合也是一个合法的声明，它和后面的=0组合也是一个合法初始化声明。最后，int是一个已知的类型，后面跟着初始化声明 : *p=0，所以，我们得到了一个初始化p的声明

解析模板之类型的依赖名称 Dependent Names of Templates

关于模板解析有六个大方面：

  • 非模板中的上下文相关性 Context Sensitivity in Nontemplates

  • 依赖型类型名称 Dependent Names of Types

  • 依赖型模板名称 Dependent Names of Templates <-----

  • using-declaration中的依赖型名称 Dependent Names in Using Declarations

  • ADL和显式模板实参 ADL and Explicit Template Arguments

  • 依赖性表达式 Dependent Expressions

这篇文章先讲下代码中比较常见的第三点 ： 依赖型模板名称（Dependent Names of Templates）

这里有一个很重要的概念 ： 在c++11-17 模板核心知识（十三）—— 名称查找与ADL中介绍过的Dependent Name：依赖于模板参数的名称，也就是访问运算符左面的表达式类型依赖于模板参数。例如：std::vector::iterator是一个 Dependent Name，但假如T是一个已知类型的别名（using T = int），那就不是Dependent Name。

通常而言， 编译器会把模板名称后面的<当做模板参数列表的开始，否则，<就是比较运算符。但是，当引用的模板名称是Dependent Name时，编译器不会假定它是一个模板名称，除非显示的使用template关键字来指明，模板代码中常见的->template、.template、::template就应用于这种场景中。

下面看几个例子。

Example One

template<unsigned long N>
void printBitset (std::bitset<N> const& bs) {
    std::cout << bs.template to_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char>>();
}

这里，参数bs依赖于模板参数N。所以，我们必须通过template关键字让编译器知道bs是一个模板名称，否则按照上面的规则，<会被当做比较符——小于号。

Example Two

The template keyword as qualifier (C++ only)中的例子：

#include <iostream>
using namespace std;

class X {
   public:
      template <int j> struct S {
         void h() {
            cout << "member template's member function: " << j << endl;
         }
      };
      template <int i> void f() {
        cout << "Primary: " << i << endl;
      }
};

template<> void X::f<20>() {
   cout << "Specialized, non-type argument = 20" << endl;
}

template<class T> void g(T* p) {
   p->template f<100>();
   p->template f<20>();
   typename T::template S<40> s; // use of scope operator on a member template
   s.h();
}

int main()
{
   X temp;
   g(&temp);
}

这里，参数p依赖模板参数T。注意typename T::template S<40> s;的使用。

Example Three

template <typename T> class Shell {
public:
  template <int N> class In {
  public:
    template <int M> class Deep {
    public:
      virtual void f();
    };
  };
};

template <typename T, int N> class Weird {
public:
  void case1(typename Shell<T>::template In<N>::template Deep<N> *p) {
    p->template Deep<N>::f();      // inhibit virtual call
  }

  void case2(typename Shell<T>::template In<N>::template Deep<N> &p) {
    p.template Deep<N>::f();      // inhibit virtual call
  }
};

参数p依赖模板参数T。编译器不会去判断p.Deep是不是模板。如果不指定template，那么p.Deep<N>::f()就会被解析成((p.Deep)<N)>f();，<被当做比较符。

基于上面的例子，我们也可以知道，->template、.template、::template只存在于模板中，并且是在Dependent Name的场景下使用（依赖于模板参数）。

（完）

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