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C++:编译器仅按需实例化模板函数?

templates c++

so.very.tired · 技术社区 · 10 年前

考虑以下简单的模板函数:

template <typename T>
int compare(const T& lhs, const T& rhs) {
    if (lhs<rhs) {
        return -1;
    }
    else if (rhs<lhs) {
        return 1;
    }
    else {
        return 0;
    }
}

我的课程讲师解释说,当我们使用模板函数时,我们应该隐式或显式地指定要绑定到模板参数的模板参数:

#include<iostream>
#include<string>
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;

int main() {
    // implicitly specifying that T is int
    cout<<compare(2,3)<<endl;

    // explicitly specifying that T is string
    cout<<compare<string>(string("something"),string("another"))<<endl;
}

这个推导正确模板的过程称为“实例化”;实际的模板参数用于生成稍后在运行时运行的适当版本的特定实例(在本例中是一个函数)。
他还提到实例化是“按需”发生的;例如,最后一个代码段将生成比较函数的两个实例,一个用于 int 一个用于 string .
这让我感到奇怪,为什么编译器会抱怨这样的事情:

#include<iostream>
#include<string>
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;


template <typename T>
int compare(const T& lhs, const T& rhs) {
    if (lhs<rhs) {
        return x; // deliberate compile-time error; x cannot be resolved
    }
    else if (rhs<lhs) {
        return 1;
    }
    else {
        return 0;
    }
}

int main() {
    // no calls for compare are made here
}

您可能会认为编译器不应该有上述编译时错误的任何问题,因为compare从未实例化过。但是,这不会编译。。。
由于没有提供模板参数,因此该模板函数据称对编译器没有任何意义(这是一个简单的比较函数,但请考虑一个严重依赖于模板参数类型的模板函数…)
那么“实例化”到底是什么呢?

2 回复 | 直到 10 年前

leemes 10 年前

当编译器看到您的模板时,它已经解析并分析了它 在某种程度上 。确切地说,已经完成的工作相当复杂,但除此之外,(模板参数无关) 名字查找 发生。这意味着编译器已经尝试找出 x 是的,他失败了。

编译器所做的示例不试图解决的问题 T::x 是,因为它 取决于 在…上 T ,模板参数。表达式 x(x) 不依赖于 对于任何模板参数,这基本上就是关键区别 x(x) 未能编译和 T: :x will succeed :

template <typename T>
int compare(const T& lhs, const T& rhs) {
    if (lhs<rhs) {
        return T::x;
    }
    else if (rhs<lhs) {
        return 1;
    }
    else {
        return 0;
    }
}

当然,对于大多数类型 T 这将失败 被实例化 但这不是关键。您甚至可以编写实例化失败的模板 T ,但这超出了回答这个问题的范围。

T.C. Yksisarvinen 10 年前

§14.6【临时要求】/p10,增加强调:

如果名称不依赖于 模板参数 (定义见 14.6.2), 该名称的声明(或一组声明)应在模板中出现该名称时的范围内释义 ; 名称绑定到声明(或多个声明) 并且该绑定不受声明的影响在实例化时可见。

与一般规则不同,如果无法为模板生成有效的专用化,则模板格式不正确,违反此规则需要进行诊断(因为它没有“不需要诊断”)。

在您的代码中, x 是非从属名称,因此 compare 模板违反了这一规则,需要一致的实现来生成诊断。