Справочное руководство по C++ - [45]

template‹class E, int size› class buffer;

buffer‹char, 2*512› x;
buffer‹char,1024› y;
buffer‹char,512› z;

Ниже приведены описания, в которых одинаковый тип имеют x2 и x3. Он отличается от типов x1 и x4:

template‹class T, void(*err_fct)()›
class list {/*… */};

list‹int,&error_handler1› x1;
list‹int,&error_handler2› x2;
list‹int,&error_handler2› x3;
list‹char,&error_handler2› x4;

R.14.4 Шаблоны типа для функций

Шаблон типа для функции определяет как будет строиться функция. Например, семейство функций sort можно описать следующим образом:

template‹class T› void sort(vector‹T›);

Шаблон типа для функции порождает неограниченное множество перегруженных функций. Функция, порождаемая шаблоном типа для функций, называется шаблонной функцией. Она эквивалентна функции, в описании которой указан тип, соответствующий шаблону, см. §R.14.5.

При вызове шаблонной функции параметры шаблона типа не задаются явно, вместо этого применяется правило разрешения неопределенности перегруженных функций. Рассмотрим пример:

vector‹complex› cv(100);
vector‹int› ci(200);

void f(vector‹complex›& cv, vector‹int›& ci)
{
 sort(cv); // вызывается sort(vector‹complex›)
 sort(ci); // вызывается sort(vector‹int›)
}

Шаблонная функция может быть перегружена как обычными, так и шаблонными функциями с тем же именем. Для разрешения неопределенности шаблонных и обычных функций с одним и тем же именем надо последовательно пройти три шага:

[1] Попытаться найти точно сопоставимую вызову (§R.13.2) функцию, и если она найдена, вызвать ее.

[2] Попытаться найти шаблон типа для функций, по которому можно создать точно сопоставимую с рассматриваемым вызовом функцию. Если удалось найти, то вызвать функцию.

[3] Попытаться применить обычное правило разрешения неопределенности перегруженных функций (§R.13.2). Если с его помощью функция найдена, вызвать ее.

Если не найдено сопоставимой функции, вызов является ошибочным.

Если уже на первом шаге найдено более одного кандидата, сопоставимого с данной функцией, то вызов также считается неоднозначным и ошибочным.

Успешное выполнение шага [2] приведет к созданию некоторой шаблонной функции с параметрами (§R.14.5), типы которых точно сопоставятся с типами параметров, указанных в вызове. В этом случае недопустимо расхождение даже за счет тривиальных преобразований (§R.13.2).

Такие же действия применяются для сопоставления типов указателей на функции (§R.13.3).

Рассмотрим пример:

template‹class T› T max(T a, T b) { return a›b ? a : b; };

void f(int a, int b, char c, char d)
{
 int m1 = max(a,b); // max(int a, int b)
 char m2 = max(c,d); // max(char c, char b)
 int m3 = max(a,c); // ошибка: нельзя создать max(int,char)
}

Добавив к этому примеру описание

int max(int,int);

можно разрешить неопределенность для третьего вызова, поскольку теперь задана функция, которая после стандартного преобразования char в int, может сопоставиться с вызовом max(a,c).

Определение шаблона типа для функции используется для создания различных вариантов шаблона типа. Для вызова определенного варианта достаточно лишь описания шаблона типа.

Каждый параметр-шаблона-типа, который приведен в списке-параметров-шаблона-типа должен обязательно использоваться при задании типов параметров в шаблоне типа для функции.

template‹class T› T* create(); //ошибка

template‹class T›
void f() {// ошибка
 T a;
 //…
}

Все параметры-шаблона-типа, приведенные в шаблоне типа для функции, должны быть параметрами-типа.

R.14.5 Описания и определения

Для каждого имени шаблона типа в программе должно существовать только одно определение. Описаний может быть несколько. Определение используется для создания специальных шаблонных классов и шаблонных функций, которые будут соответствовать шаблону типа.

Конструкция имя-шаблонного-класса вводит описание шаблонного класса.

Вызов шаблонной функции или взятие ее адреса вводит описание шаблонной функции. Для вызова или взятия адреса шаблонной функции в языке существует особое соглашение: имя шаблонной функции используется точно так же как имя обычной функции. Описание функции с таким же именем, как у шаблонной функции, и с сопоставимыми типами параметров, вводит описание специальной шаблонной функции.

Если для выполнения некоторых операций требуется определение специального шаблонного класса или специальной шаблонной функции, и если такого определения в программе нет, то оно будет создано.

Определение обычной (нешаблонной) функции с типом, который точно сопоставляется с типом из описания шаблонной функции, считается определением специальной шаблонной функции. Рассмотрим пример:

template‹class T› void sort(vector‹T›& v) {/*… */}

void sort(vector‹char*›& v) {/*… */}

Здесь определение функции sort будет использоваться для той функции из семейства sort, которая сопоставляется при вызове с типом параметра vector‹char*›. Для других типов vector будет создаваться соответствующее им определение функции по шаблону типа.

Можно определить класс, который задает шаблонный класс, например:

template‹class T› class stream {/*… */};

class stream‹char› {/*… */};

Здесь описание класса будет использоваться в качестве определения потока символов (stream‹char›). Другие потоки будут управляться с помощью шаблонных функций, создаваемых по шаблону типа для функций.