Аргументы шаблона для параметров-констант

Параметр шаблона класса может и не быть типом. На аргументы, подставляемые вместо таких параметров, накладываются некоторые ограничения. В следующем примере мы изменяем определение класса Screen (см. главу 13) на шаблон, параметризованный высотой и шириной:

template < int hi, int wid> class Screen { public: Screen(): _height( hi ), _width( wid ), _cursor ( 0 ),          _screen( hi * wid, '#' )        { } //... private: string       _screen; string:: size_type _cursor; short        _height; short        _width; };   typedef Screen< 24, 80> termScreen; termScreen hp2621;

Screen< 8, 24> ancientScreen;

Выражение, с которым связан параметр, не являющийся типом, должно быть константным, т.е. вычисляемым во время компиляции. В примере выше typedef termScreen ссылается на экземпляр шаблона Screen< 24, 80>, где аргумент шаблона для hi равен 24, а для wid – 80. В обоих случаях аргумент – это константное выражение.

Однако для шаблона BufPtr конкретизация приводит к ошибке, так как значение указателя, получающееся при вызове оператора new(), становится известно только во время выполнения:

template < int *ptr> class BufPtr {... };   // ошибка: аргумент шаблона нельзя вычислить во время компиляции

BufPtr< new int[24] > bp;

Не является константным выражением и значение неконстантного объекта. Его нельзя использовать в качестве аргумента для параметра-константы шаблона. Однако адрес любого объекта в области видимости пространства имен, в отличие от адреса локального объекта, является константным выражением (даже если спецификатор const отсутствует), поэтому его можно применять в качестве аргумента для параметра-константы. Константным выражением будет и значение оператора sizeof:

template < int size> Buf {... }; template < int *ptr> class BufPtr {... };   int size_val = 1024; const int c_size_val = 1024;   Buf< 1024 > buf0; // правильно Buf< c_size_val > buf1; // правильно Buf< sizeof(size_val) > buf2; // правильно: sizeof(int) BufPtr< & size_val > bp0; // правильно   // ошибка: нельзя вычислить во время компиляции

Buf< size_val > buf3;

Вот еще один пример, иллюстрирующий использование параметра-константы для представления константного значения в определении шаблона, а также применение его аргумента для задания значения этого параметра:

template < class Type, int size > class FixedArray { public: FixedArray( Type *ar ): count( size ) { for ( int ix = 0; ix < size; ++ix )      array[ ix ] = ar[ ix ]; } private: Type array[ size ]; int count; };   int ia[4] = { 0, 1, 2, 3 };

FixedArray< int, sizeof( is ) / sizeof( int ) > iA{ ia );

Выражения с одинаковыми значениями считаются эквивалентными аргументами для параметров-констант шаблона. Так, все три экземпляра Screen ссылаются на один и тот же конкретизированный из шаблона класс Screen< 24, 80>:

const int width = 24; const int height = 80;   // все это Screen< 24, 80 > Screen< 2*12, 40*2 > scr0; Screen< 6+6+6+6, 20*2 + 40 > scr1;

Screen< width, height > scr2;

Между типом аргумента шаблона и типом параметра-константы допустимы некоторые преобразования. Их множество является подмножеством преобразований, допустимых для аргументов функции:

· трансформации l-значений, включающие преобразование l-значения в r-значение, массива в указатель и функции в указатель:

template < int *ptr> class BufPtr {... };   int array[10];

BufPtr< array > bpObj; // преобразование массива в указатель

· преобразования квалификаторов:

template < const int *ptr> class Ptr {... };   int iObj;

Ptr< & iObj > pObj; // преобразование из int* в const int*

· расширения типов:

template < int hi, int wid> class Screen {... };   const short shi = 40; const short swi = 132;

Screen< shi, swi > bpObj2; // расширения типа short до int

· преобразования целых типов:

template < unsigned int size> Buf{... };

Buf< 1024 > bpObj; // преобразование из int в unsigned int

(Более подробно они описаны в разделе 9.3.)

Рассмотрим следующие объявления:

extern void foo( char * ); extern void bar( void * ); typedef void (*PFV)( void * ); const unsigned int x = 1024;   template < class Type,      unsigned int size,      PFV handler> class Array {... };   Array< int, 1024U, bar> a0; // правильно: преобразование не нужно Array< int, 1024U, foo> a1; // ошибка: foo! = PFV   Array< int, 1024, bar> a2;   // правильно: 1024 преобразуется в unsigned int Array< int, 1024, bar> a3; // ошибка: foo! = PFV   Array< int, x, bar> a4;   // правильно: преобразование не нужно

Array< int, x, foo> a5;   // ошибка: foo! = PFV

Объекты a0 и a4 класса Array определены правильно, так как аргументы шаблона точно соответствуют типам параметров. Объект a2 также определен правильно, потому что аргумент 1024 типа int приводится к типу unsigned int параметра-константы size с помощью преобразования целых типов. Объявления a1, a3 и a5 ошибочны, так как не существует преобразования между любыми двумя типами функций.

Приведение значения 0 целого типа к типу указателя недопустимо:

template < int *ptr> class BufPtr {... };   // ошибка: 0 имеет тип int // неявное преобразование в нулевой указатель не применяется

BufPtr< 0 > nil;

Упражнение 16.3

Укажите, какие из данных конкретизированных шаблонов действительно приводят к конкретизации:

template < class Type > class Stack { };   void f1( Stack< char > ); // (a)   class Exercise { //... Stack< double > & rsd; // (b) Stack< int > si; // (c) };   int main() { Stack< char > *sc; // (d) f1( *sc );          // (e)   int iObj = sizeof( Stack< string > ); // (f)

}

Упражнение 16.4

Какие из следующих конкретизаций шаблонов корректны? Почему?

template < int *ptr > class Ptr (... }; template < class Type, int size > class Fixed_Array {... };

template < int hi, int wid > class Screen {... };

(a) const int size = 1024;

Ptr< & size > bp1;

(b) int arr[10]; Ptr< arr > bp2;

 (c) Ptr < 0 > bp3;

(d) const int hi = 40; const int wi = 80;

Screen< hi, wi+32 > sObj;

(e) const int size_val = 1024;

Fixed_Array< string, size_val > fa1;

(f) unsigned int fasize = 255;

Fixed_Array< int, fasize > fa2;

(g) const double db = 3.1415;

Fixed_Array< double, db > fa3;

⇐ Предыдущая81828384858687888990Следующая ⇒

Поделиться: