Параметры шаблона типа
Параметр шаблона типа не обязательно должен быть именем типа (см. §R.14.2). Помимо имен типов можно задавать строки, имена функций и выражения-константы. Иногда бывает нужно задать как параметр целое:
template<class T, int sz> class buffer { T v[sz]; // буфер объектов произвольного типа // ... };
void f() { buffer<char,128> buf1; buffer<complex,20> buf2; // ... }
Мы сделали sz параметром шаблона buffer, а не его объектов, и это означает, что размер буфера должен быть известен на стадии трансляции, чтобы его объекты было можно размещать, не используя свободную память. Благодаря этому свойству такие шаблоны как buffer полезны для реализации контейнерных классов, поскольку для последних первостепенным фактором, определяющим их эффективность, является возможность размещать их вне свободной памяти. Например, если в реализации класса string короткие строки размещаются в стеке, это дает существенный выигрыш для программы, поскольку в большинстве задач практически все строки очень короткие. Для реализации таких типов как раз и может пригодиться шаблон buffer.
Каждый параметр шаблона типа для функции должен влиять на тип функции, и это влияние выражается в том, что он участвует по крайней мере в одном из типов формальных параметров функций, создаваемых по шаблону. Это нужно для того, чтобы функции можно было выбирать и создавать, основываясь только на их параметрах:
template<class T> void f1(T); // нормально template<class T> void f2(T*); // нормально template<class T> T f3(int); // ошибка template<int i> void f4(int[][i]); // ошибка template<int i> void f5(int = i); // ошибка template<class T, class C> void f6(T); // ошибка template<class T> void f7(const T&, complex); // нормально template<class T> void f8(Vector< List<T> >); // нормально
Здесь все ошибки вызваны тем, что параметр-тип шаблона никак не влияет на формальные параметры функций.
Подобного ограничения нет в шаблонах типа для классов. Дело в том, что параметр для такого шаблона нужно указывать всякий раз, когда описывается объект шаблонного класса. С другой стороны, для шаблонных классов возникает вопрос: когда два созданных по шаблону типа можно считать одинаковыми? Два имени шаблонного класса обозначают один и тот же класс, если совпадают имена их шаблонов, а используемые в этих именах параметры имеют одинаковые значения (с учетом возможных определений typedef, вычисления выражений-констант и т.д.). Вернемся к шаблону buffer:
template<class T, int sz> class buffer { T v[sz]; // ... };
void f() { buffer<char,20> buf1; buffer<complex,20> buf2; buffer<char,20> buf3; buffer<char,100> buf4;
buf1 = buf2; // ошибка: несоответствие типов buf1 = buf3; // нормально buf1 = buf4; // ошибка: несоответствие типов // ... }
Если в шаблоне типа для класса используются параметры, задающие не типы, возможно появление конструкций, выглядящих двусмысленно:
template<int i> class X { /* ... */ };
void f(int a, int b) { X < a > b>; // Как это понимать: X<a> b и потом // недопустимая лексема, или X< (a>b) >; ? }
Этот пример синтаксически ошибочен, поскольку первая угловая скобка > завершает параметр шаблона. В маловероятном случае, когда вам понадобится параметр шаблона, являющийся выражением "больше чем", используйте скобки: X< (a>b)>.
