【转载】详解 C++ 的模板中 typename 关键字的用法

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原文地址:详解 C++ 的模板中 typename 关键字的用法

我对关键部分进行了标注,并把一些不通顺的语句给进行补全

C++ 的模板中 typename 关键字的两个用法

一、用在模板定义里, 标明其后的模板参数是类型参数

例如:

template <typename T, typename Y>
T foo(const T &t, const Y &y){
    //....

};

templace<typename T> class CTest
{
private:
    T t;

public:
    //...
}

其实,这里最常用的是使用关键字 class ,而且二者功能完全相同,这里的 class 和定义类时的 class 完全是两回事,C++ 当时就是为了减少关键字,才使用了 class。但最终却不得不引入了 typename,究竟是

什么原因呢?请看第二条,也就是 typename 的第二个用法。

二、模板中标明 “嵌套依赖类型名”

这里有三个词,嵌套、依赖、类型名。那么什么是 “嵌套依赖类型名(nested dependent type name)” ?

请看 SGI STL 里的一个例子, 只是 STL 中 count 范型算法的实现:

template <class _InputIter, class _Tp>
typename iterator_traits<_InputIter>::difference_type
count(_InputIter __first, _InputIter __last, const _Tp &__value)
{
    __STL_REQUIRES(_InputIter, _InputIterator);
    __STL_REQUIRES(typename iterator_traits<_InputIter>::value_type,
                   _EqualityComparable);
    __STL_REQUIRES(_Tp, _EqualityComparable);
    typename iterator_traits<_InputIter>::difference_type __n = 0;
    for (; __first != __last; ++__first)
        if (*__first == __value)
            ++__n;
    return __n;
}

这里有三个地方用到了 typename:返回值参数变量定义。分别是:

typename iterator_traits<_InputIter>::difference_type
typename iterator_traits<_InputIter>::value_type
typename iterator_traits<_InputIter>::difference_type __n = 0;

difference_type, value_type就是依赖于_InputIter(模板类型参数)的类型名。源码如下:

template <class _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;
};
  • 嵌套(内嵌)是指(该类型)定义在(模板)类的定义中。以上 difference_typevalue_type 都是定义在 iterator_traits 中的。

  • 依赖是指依赖于一个模板参数。 typename iterator_traits::difference_type 中 difference_type 依赖于模板参数 _InputIter

  • 类型名是指这里最终要指出的是个类型名,而不是变量。例如 iterator_traits::difference_type 完全有可能是 iterator_traits 类(结构体)里的一个 static 对象。而且当我们这样写的时候,C++ 默认就是解释为一个变量的。所以,为了和变量区分,必须使用 typename 告诉编译器。

那么是不是所有的 T::type_or_variable 或者 tmpl:type_or_variable 都需要使用 typename 呢? 不是,有以下两个例外。

具体的两个例外

1. 类模板定义中的基类列表

例如

template<class T>
class Derived: public Base<T>::XXX
{
  ...
}

2. 类模板定义中的初始化列表

Derived(int x) : Base<T>::xxx(x)
{
  ...
}

为什么这里不需要呢?

因为编译器知道这里需要的是类型还是变量

(1) 基类列表里肯定是类型名

(2) 初始化列表里肯定是成员变量名

typename 和 class 的区别

在 C++ Template 中很多地方都用到了 typename 与 class 这两个关键字,而且好像可以替换,是不是这两个关键字完全一样呢?

相信学习 C++ 的人对 class 这个关键字都非常明白,class 用于定义类,在模板引入 C++ 后,最初定义模板的方法为:

template<class T>……

在这里 class 关键字表明 T 是一个类型,后来为了避免 class 在这两个地方的使用可能给人带来混淆,所以引入了 typename 这个关键字,它的作用同 class 一样表明后面的符号为一个类型,这样在定义模板的时候就可以使用下面的方式了:

template<typename T>……

在模板定义语法中关键字 class 与 typename 的作用完全一样。

typename 难道仅仅在模板定义中起作用吗? 其实不是这样,typename 另外一个作用为:使用嵌套依赖类型(nested depended name),如下所示:

class MyArray 
{ 
  publictypedef int LengthType;
  .....
}

template<class T>
void MyMethod( T myarr ) 
{ 
  typedef typename T::LengthType LengthType; 
  LengthType length = myarr.GetLength; 
}

这个时候 typename 的作用就是告诉 C++ 编译器,typename 后面的字符串为一个类型名称,而不是成员函数或者成员变量,这个时候如果前面没有 typename,编译器没有任何办法知道 T::LengthType 是一个类型还是一个成员名称(静态数据成员或者静态函数),所以编译不能够通过。