中秋节快乐,剖析STL源码,明白typename
- 2019 年 10 月 6 日
- 筆記
导语
STL底层源码有下面几行,typedef与typename联用,这几个看着好复杂,究竟啥意思,我们今天一起来剖析!
template<typename _Iterator> struct iterator_traits { typedef typename _Iterator::iterator_category iterator_category; typedef typename _Iterator::value_type value_type; typedef typename _Iterator::difference_type difference_type; typedef typename _Iterator::pointer pointer; typedef typename _Iterator::reference reference; };
typename的常见用法
首先学习一下typename的常见用法:
template <typename T> int compare(const T &a, const T &b) { return a>b?a:b; }
上述只是个案例程序,如果想写的比较完整比较大小,还得考虑特化版本,也许你会想到上面这段代码中的typename换成class也一样可以，不错！那么这里便有了疑问，这两种方式有区别么？查看C++ Primer之后，发现两者完全一样.
类作用域
在类外部访问类中的名称时，可以使用类作用域操作符，形如MyClass::name的调用通常存在三种：静态数据成员、静态成员函数和嵌套类型：
struct MyClass { static int A; //静态成员 static int B(){cout<<"B()"<<endl; return 100;} //静态函数 typedef int C; //嵌套类型 struct A1 { //嵌套类型 static int s; }; };
调用的时候,可以直接调:
cout<<MyClass::A<<endl; cout<<MyClass::B()<<endl; MyClass:C c; ...
完整例子尝试
让我们回到一个typename的例子:
template <class T> void foo() { T::iterator * iter; // ... }
这段代码的目的是什么？多数人第一反应可能是：作者想定义一个指针iter，它指向的类型是包含在类作用域T中的iterator。可能存在这样一个包含iterator类型的结构：
struct MyIterator { struct iterator { }; };
调用如下:
foo<MyIterator>();
这样一来，iter那行代码就很明显了，它是一个MyIterator::iterator类型的指针。我们猜测是这样的,现实是不是呢?
可是，如果是像T::iterator这样呢？T是模板中的类型参数，它只有等到模板实例化时才会知道是哪种类型，更不用说内部的iterator。通过前面类作用域的介绍，我们可以知道，T::iterator实际上可以是以下三种中的任何一种类型：
- 静态数据成员
- 静态成员函数
- 嵌套类型
前面例子中的ContainsAType::iterator是嵌套类型，完全没有问题。可如果是静态数据成员呢？如果实例化foo模板函数的类型是像这样的：
struct MyIterator { static int iterator; };
那么，T::iterator * iter;被编译器实例化为MyIterator::iterator * iter;，这是什么？前面是一个静态成员变量而不是类型，那么这便成了一个乘法表达式，只不过iter在这里没有定义，编译器会报错：
error: no type named ‘iterator’ in ‘struct MyIterator’
typename
对于用于模板定义的依赖于模板参数的名称，只有在实例化的参数中存在这个类型名，或者这个名称前使用了typename关键字来修饰，编译器才会将该名称当成是类型。除了以上这两种情况，绝不会被当成是类型。
因此，如果你想直接告诉编译器T::iterator是类型而不是变量，只需用typename修饰：
template <class T> void foo() { typename T::iterator * iter; }
这样编译器就可以确定T::iterator是一个类型，而不再需要等到实例化时期才能确定，因此消除了前面提到的歧义。
剖析源码
回到STL源码
template<typename _Iterator> struct iterator_traits { typedef typename _Iterator::iterator_category iterator_category; typedef typename _Iterator::value_type value_type; typedef typename _Iterator::difference_type difference_type; typedef typename _Iterator::pointer pointer; typedef typename _Iterator::reference reference; };
看到上面的,我们就一下子清楚了,无非就是使用typename告诉编译器_Iterator::iterator_category是一个类型,然后使用typedef重命名一下,其余类似!
