Templates

Шаблон — это сущность C++, которая определяет одно из следующих:

• семейство классов ( class template ), которые могут быть nested classes
• семейство функций ( function template ), которые могут быть member functions

Шаблоны параметризуются одним или несколькими template parameters , трёх видов: type template parameters, constant template parameters и template template parameters.

Когда предоставляются аргументы шаблона, или, для function и class (since C++17) templates только, выводятся, они подставляются вместо параметров шаблона для получения специализации шаблона, то есть конкретного типа или конкретной lvalue-функции.

Специализации также могут быть предоставлены явно: полные специализации разрешены для шаблонов классов , переменных (since C++14) и функций, частичные специализации разрешены только для шаблонов классов и шаблонов переменных (since C++14) .

Когда специализация шаблона класса упоминается в контексте, требующем полного типа объекта, или когда специализация шаблона функции упоминается в контексте, требующем существования определения функции, шаблон инстанцируется (его код фактически компилируется), если только шаблон не был уже явно специализирован или явно инстанцирован. Инстанцирование шаблона класса не инстанцирует ни одну из его функций-членов, если они также не используются. На этапе компоновки идентичные инстанциации, сгенерированные разными единицами трансляции, объединяются.

Определение шаблона класса должно быть видимо в точке неявной инстанциации, поэтому библиотеки шаблонов обычно предоставляют все определения шаблонов в заголовочных файлах (например, большинство библиотек boost являются header-only ).

Синтаксис

Идентификаторы шаблонов

Идентификатор шаблона имеет один из следующих синтаксисов:

Простой идентификатор шаблона, который обозначает специализацию шаблона класса, обозначает класс.

Идентификатор шаблона, который именует специализацию шаблона псевдонима, именует тип.

Идентификатор шаблона, который именует специализацию шаблона функции, именует функцию.

Если выполняются все следующие условия, идентификатор шаблона является валидным :

• Количество аргументов не превышает количество параметров или параметр является шаблонным пакетом параметров (начиная с C++11) .
• Имеется аргумент для каждого невыводимого непакетного (начиная с C++11) параметра, не имеющего аргумента по умолчанию.
• Каждый шаблонный аргумент соответствует своему шаблонному параметру.
• Подстановка каждого шаблонного аргумента в последующие шаблонные параметры (если имеются) выполняется успешно.

Недопустимый простой идентификатор шаблона является ошибкой времени компиляции, если только он не обозначает специализацию шаблона функции (в этом случае может применяться SFINAE ).

template<class T, T::type n = 0>
class X;
struct S
{
    using type = int;
};
using T1 = X<S, int, int>; // ошибка: слишком много аргументов
using T2 = X<>;            // ошибка: нет аргумента по умолчанию для первого параметра шаблона
using T3 = X<1>;           // ошибка: значение 1 не соответствует типу параметра
using T4 = X<int>;         // ошибка: неудачная подстановка для второго параметра шаблона
using T5 = X<S>;           // OK

template<typename T>
concept C1 = sizeof(T) != sizeof(int);
template<C1 T>
struct S1 {};
template<C1 T>
using Ptr = T*;
S1<int>* p;                      // error: constraints not satisfied
Ptr<int> p;                      // error: constraints not satisfied
template<typename T>
struct S2 { Ptr<int> x; };       // error, no diagnostic required
template<typename T>
struct S3 { Ptr<T> x; };         // OK, satisfaction is not required
S3<int> x;                       // error: constraints not satisfied
template<template<C1 T> class X>
struct S4
{
    X<int> x;                    // error, no diagnostic required
};
template<typename T>
concept C2 = sizeof(T) == 1;
template<C2 T> struct S {};
template struct S<char[2]>;      // error: constraints not satisfied
template<> struct S<char[2]> {}; // error: constraints not satisfied

Если выполняются все следующие условия, два шаблонных идентификатора являются одинаковыми :

• Их template-name ы или операторы ссылаются на один и тот же шаблон.
• Их соответствующие аргументы шаблона типа являются одним и тем же типом.
• Значения параметров шаблона, определяемые их соответствующими константными аргументами шаблона, template-argument-equivalent .
• Их соответствующие аргументы шаблона шаблона ссылаются на один и тот же шаблон.

Два шаблонных идентификатора, которые совпадают, ссылаются на одну и ту же переменную, (since C++14) класс или функцию.

Шаблонная сущность

Шаблонная сущность (или, в некоторых источниках, "темплоид") — это любая сущность, которая определена (или, для лямбда-выражения , создана) (начиная с C++11) внутри определения шаблона. Все следующие сущности являются шаблонными:

• класс/функция /переменная (since C++14) шаблон

• член шаблонной сущности (например, нешаблонная функция-член шаблона класса)
• перечислитель перечисления, которое является шаблонной сущностью
• любая сущность, определённая или созданная внутри шаблонной сущности: локальный класс, локальная переменная, дружественная функция и т.д.

Например, в

template<typename T>
struct A
{
    void f() {}
};

` и `` сохранен без изменений, как и требовалось. HTML-разметка и атрибуты также остались нетронутыми.

функция A::f не является шаблоном функции, но всё равно считается шаблонизированной.

Шаблонная функция — это шаблон функции или функция, которая является шаблонной.

Шаблонный класс (templated class) — это шаблон класса или класс, который является шаблонным.

Ключевые слова

template , export

Отчеты о дефектах

Следующие отчеты об изменениях поведения, влияющие на дефекты, были применены задним числом к ранее опубликованным стандартам C++.

Смотрите также