C++模板实例化
2014-03-19 16:50
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实例化:一个通过使用具体值替换模板参数,从模板产生的普通类,函数或者成员函数的过程。
特化:就是上述过程最终获得实体。
延迟实例化:
当隐式实例化类模板时,同时也实例化了该模板的每个成员声明,但并没有实例化相应的定义,然而,存在例外:
1.如果类模板包含了一个匿名的union,那么该union定义的成员同时也被实例化了
2.作为实例化类模板的结果,虚函数的定义可能被实例化,但也可能没有,这依赖于具体实现
C++的实例化模型:
两阶段查找:
第1阶段:发生在模板的解析阶段
非依赖型名称:普通查找+ADL
非受限的依赖型名称:普通查找,但它的查找是不完整的,在实例化的时候,还会再次进行查找。
第2阶段:发生在模板的实例化阶段,此时发生的地点称为一个实例化点POI
依赖受限名称:普通查找+ADL
非受限的依赖型名称:ADL (查询完后,和第1阶段的查找结果合并成为候选函数集合)
实例化地点POI:
当某些代码构造引用了模板特化,而且为了生成这个完整的特化,需要实例化相应模板的定义时,就会在源代码中产生一个实例化点(POI)。POI是位于源代码中的一个点,在该点会插入替换后的模板实例。
[cpp]
view plaincopy
class MyInt
{
public:
MyInt(int i);
};
MyInt operator - (const MyInt& );
bool operator > (const MyInt&,const MyInt&);
typedef MyInt Int;
template <typename T>
void f(T i)
{
if(i > 0)
g(-i);
}
//(1)
void g(Int)
{
//(2)
f<Int>(32); //调用点
//(3)
}
//(4)
当C++编译器看到f<Int>(32)时,它知道要用MyInt来替换T来实例化模板,即生成了一个POI。(2)和(3)处,C++并不允许把::f<Int>(Int)的定义在这里插入。(1)和(4)的区别在于:在(1)处g(Int)是不可见的,所以在(4)处。
C++规定:对于指向非类型特化的引用,它的POI定义在“包含这个引用的定义或声明后的最近名字空间域”。
对于类的特化有点不同,例如:
[c-sharp]
view plaincopy
template <typename T>
class S
{
public:
T m;
};
//(5)
unsigned long h()
{
//(6)
return ((unsigned long) sizeof(S<int>));
//(7)
}
//(8)
当C++编译器看到S<int>时,它知道要用int来替换T来实例化模板,即生成了一个POI。(6)和(7)处,C++并不允许把的定义在这里插入。如果在(8)处,sizeof(S<int>)表达式是无效的,因为要编译到(8)只有才能知道S<int>的大小,而sizeof(S<int>)在(8)之前。C++规定:对于指向产生自模板的类实例的引用,它的POI定义在“包含这个实例引用的定义或声明之前的最近名字空间域”。
在实例化模板的时候,可能还需要进行某些附带的实例化。
[cpp]
view plaincopy
template <typename T>
class S {
public:
typename int I;
};
//(1)
template <typename T>
void f() {
S<char>::I var1 = 41;
typename S<T>::I var2 = 42;
}
int main() {
f<double>();
}
//(2):(2a)(2b)
对于非类型实体,这种二次POI的位置和主POI的位置相同。
对于类型实体,二次POI的位置位于主POI位置的紧前处。
对于上例中,(1)处是S<char>的POI,(2a)是S<double>的POI,(2b)是f<double>的POI。
显式实例化:
从语法上讲,显式实例化指示符由关键字template和后面的特化声明组成,所声明的特化就是即将由实例化获得的特化。
在同一个程序中,每个特定的模板特化最多只能存在一处显式实例化,而且,如果某个模板特化已经被显式实例化了,就不能对它进行显式特殊化。
提高创建效率的一种方法是:在某一个位置手工实例化特定的模板特化,并且禁止在所有其他的翻译单元中进行模板的实例化。
在显式实例化指示符的前面,添加一个关键字extern,并且指出,只有不具备这个关键字的情况下,才会引发实例化过程。
例:
[cpp]
view plaincopy
//翻译单元1
template <typename T>
void f() { }
extern template void f<int> (); //声明但没有定义
void g() {
f<int>();
}
//翻译单元2
template <typename T>
void f() { }
template void f<int>(); //手工实例化,这是实例化
void g();
int main() {
g();
}
特化:就是上述过程最终获得实体。
延迟实例化:
当隐式实例化类模板时,同时也实例化了该模板的每个成员声明,但并没有实例化相应的定义,然而,存在例外:
1.如果类模板包含了一个匿名的union,那么该union定义的成员同时也被实例化了
2.作为实例化类模板的结果,虚函数的定义可能被实例化,但也可能没有,这依赖于具体实现
C++的实例化模型:
两阶段查找:
第1阶段:发生在模板的解析阶段
非依赖型名称:普通查找+ADL
非受限的依赖型名称:普通查找,但它的查找是不完整的,在实例化的时候,还会再次进行查找。
第2阶段:发生在模板的实例化阶段,此时发生的地点称为一个实例化点POI
依赖受限名称:普通查找+ADL
非受限的依赖型名称:ADL (查询完后,和第1阶段的查找结果合并成为候选函数集合)
实例化地点POI:
当某些代码构造引用了模板特化,而且为了生成这个完整的特化,需要实例化相应模板的定义时,就会在源代码中产生一个实例化点(POI)。POI是位于源代码中的一个点,在该点会插入替换后的模板实例。
[cpp]
view plaincopy
class MyInt
{
public:
MyInt(int i);
};
MyInt operator - (const MyInt& );
bool operator > (const MyInt&,const MyInt&);
typedef MyInt Int;
template <typename T>
void f(T i)
{
if(i > 0)
g(-i);
}
//(1)
void g(Int)
{
//(2)
f<Int>(32); //调用点
//(3)
}
//(4)
当C++编译器看到f<Int>(32)时,它知道要用MyInt来替换T来实例化模板,即生成了一个POI。(2)和(3)处,C++并不允许把::f<Int>(Int)的定义在这里插入。(1)和(4)的区别在于:在(1)处g(Int)是不可见的,所以在(4)处。
C++规定:对于指向非类型特化的引用,它的POI定义在“包含这个引用的定义或声明后的最近名字空间域”。
对于类的特化有点不同,例如:
[c-sharp]
view plaincopy
template <typename T>
class S
{
public:
T m;
};
//(5)
unsigned long h()
{
//(6)
return ((unsigned long) sizeof(S<int>));
//(7)
}
//(8)
当C++编译器看到S<int>时,它知道要用int来替换T来实例化模板,即生成了一个POI。(6)和(7)处,C++并不允许把的定义在这里插入。如果在(8)处,sizeof(S<int>)表达式是无效的,因为要编译到(8)只有才能知道S<int>的大小,而sizeof(S<int>)在(8)之前。C++规定:对于指向产生自模板的类实例的引用,它的POI定义在“包含这个实例引用的定义或声明之前的最近名字空间域”。
在实例化模板的时候,可能还需要进行某些附带的实例化。
[cpp]
view plaincopy
template <typename T>
class S {
public:
typename int I;
};
//(1)
template <typename T>
void f() {
S<char>::I var1 = 41;
typename S<T>::I var2 = 42;
}
int main() {
f<double>();
}
//(2):(2a)(2b)
对于非类型实体,这种二次POI的位置和主POI的位置相同。
对于类型实体,二次POI的位置位于主POI位置的紧前处。
对于上例中,(1)处是S<char>的POI,(2a)是S<double>的POI,(2b)是f<double>的POI。
显式实例化:
从语法上讲,显式实例化指示符由关键字template和后面的特化声明组成,所声明的特化就是即将由实例化获得的特化。
在同一个程序中,每个特定的模板特化最多只能存在一处显式实例化,而且,如果某个模板特化已经被显式实例化了,就不能对它进行显式特殊化。
提高创建效率的一种方法是:在某一个位置手工实例化特定的模板特化,并且禁止在所有其他的翻译单元中进行模板的实例化。
在显式实例化指示符的前面,添加一个关键字extern,并且指出,只有不具备这个关键字的情况下,才会引发实例化过程。
例:
[cpp]
view plaincopy
//翻译单元1
template <typename T>
void f() { }
extern template void f<int> (); //声明但没有定义
void g() {
f<int>();
}
//翻译单元2
template <typename T>
void f() { }
template void f<int>(); //手工实例化,这是实例化
void g();
int main() {
g();
}
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