在c++的标准库中,因为类继承关系比较复杂和模板使用比较多的原因,源代码中充斥着typename、typedef和using这三个关键字
一、typename关键字
1.1、typename的第一个作用是用作模板里面,来声明某种类型
template<typename _Tp, typename _Alloc>
struct _Vector_base;
最开始的时候声明模板形参,也会使用class,但我们都知道class总要是用来指定一个类名,据说是为了避免混淆,所以后来增加了typename这个关键字,它告诉编译器,跟在它后面的字符串是一个不确定的类型,而不是变量或者其他什么东西。
1.2、typename在stl中还有另外一种作用
例1
//test.cpp
#include <ext/alloc_traits.h>
using namespace std;
template<typename _Tp, typename _Alloc>
class AA
{
typedef typename __gnu_cxx::__alloc_traits<_Alloc>::template rebind<_Tp>::other _Tp_alloc_type;
};
这里顺便说一下rebind前面为啥要放一个template,它是为了告诉编译器后面的<>是用于指定模板参数,而进行比较。
这个时候我们使用g++ -c test.cpp -o test.o
是可以编译通过的,但如果我们去掉第三个typename看,会发生什么呢?
再次编译,报错如下:
test.cpp:8:10: 错误:‘typename __gnu_cxx::__alloc_traits<_Alloc>::rebind<_Tp>::other’之前需要‘typename’,因为‘typename __gnu_cxx::__alloc_traits<_Alloc>::rebind<_Tp>’是一个有依赖的作用域 typedef __gnu_cxx::__alloc_traits<_Alloc>::template rebind<_Tp>::other _Tp_alloc_type;
编译器直接指明了需要一个typename,实际上typename在这里也是指定它后面的字符串为类型,这是因为对于形如AA::BB
这样的形式,它有可能是一个类型,也有可能是类的静态成员,这个时候加上typename就是为了告诉编译器,它后面的一大串字符串都是一个类型。
template<typename T>
void print2nd(const T& container)
{
typename T::const_iterator * x; //①
...
}
如果不加typename此时的编译器会纠结:const_iterator是一个什么东西?const_iterator是模板参数C内的一个static变量?x是一个全局变量?再或者:const_iterator是模板参数C内部的一个typedef。所以此时我们应该告诉编译器const_iterator是模板参数C里面的一个类型。即在C的前面加上typename就可以了
事实上类型T::const_iterator依赖于模板参数T, 模板中依赖于模板参数的名称称为从属名称(dependent name), 当一个从属名称嵌套在一个类里面时,称为嵌套从属名称(nested dependent name)。 其实T::const_iterator还是一个嵌套从属类型名称(nested dependent type name)。
嵌套从属名称是需要用typename声明的,其他的名称是不可以用typename声明的。
例2
template<typename T>
class myFoo
{
public:
using size_type = std::size_t;
public:
size_type size() const;
private:
size_type mSize = 5;
};
template<typename T>
myFoo<T>::size_type myFoo<T>::size() const
{
return mSize;
}
这种写法仍然不对,也会被编译器无情的拒绝。
因为,对于模板类,myFoo::size_type 这样的写法,会被认为是引用一个名为size_type的成员变量,而这里的size_type只是size_t的别名而已,是个类型名,而不是成员变量。
答案最终揭晓,正确的写法是,保证对size_type的引用是类型名的引用,其实解决方法并不止一种:
- 其一:使用typename关键字,具体代码如下:
template<typename T>
typename myFoo<T>::size_type myFoo<T>::size() const
{
return mSize;
}
- 其二:使用auto和decltype关键字,具体代码如下(包含模板类的声明部分):
template<typename T>
class myFoo
{
public:
using size_type = std::size_t;
public:
auto size() const -> decltype(myFoo<T>::mSize);
private:
size_type mSize = 5;
};
/** size成员函数实现 */
template<typename T>
auto myFoo<T>::size() const -> decltype(myFoo<T>::mSize)
{
return mSize;
}
二、typedef关键字
typedef实际上就是给类型取了一个别名
三、using关键字
case1、 命名空间的使用
case2、在子类中引用基类的成员(私有保护或者函数隐藏的情况)
class T5Base {
public:
T5Base() :value(55) {}
virtual ~T5Base() {}
void test1() { cout << "T5Base test1..." << endl; }
protected:
int value;
};
class T5Derived : private T5Base {
public:
//using T5Base::test1;
//using T5Base::value;
void test2() { cout << "value is " << value << endl; }
};
基类中成员变量 value 是protected,在 private 继承之后,对于外界这个值为 private,也就是说T5Derived 的对象无法使用这个 value。
如果想要通过对象使用,需要在public下通过 using T5Base::value 来引用,这样 T5Derived 的对象就可以直接使用。
同样的,对于基类中的成员函数 test1(),在private继承后变为 private,T5Derived 的对象同样无法访问,通过 using T5Base::test1 就可以使用了。
注意,using只是引用,不参与形参的指定。
函数隐藏case:
case3、 别名指定
using在c++11以后又有了一种新的作用,那就是与typedef一样,给类型指定别名,形式是这样的:
using 别名=类型;
我们把上面typedef那里的代码改一下,如下
对于函数指针,还可以这样:
using func = int (*)(int a, int b);
四、using 跟typedef有什么区别呢?哪个更好用些呢?
1、可读性
typedef std::unique_ptr<std::unordered_map<std::string, std::string>> UPtrMapSS;
using UPtrMapSS = std::unique_ptr<std::unordered_map<std::string, std::string>>;
typedef std::string (Foo::* fooMemFnPtr) (const std::string&);
using fooMemFnPtr = std::string (Foo::*) (const std::string&);
2、alias templates, 模板别名。
template <typename T>
using Vec = MyVector<T, MyAlloc<T>>;
// usage
Vec<int> vec;
这一切都会非常的自然。
那么,若你使用typedef来做这一切:
template <typename T>
typedef MyVector<T, MyAlloc<T>> Vec;
// usage
Vec<int> vec;
当你使用编译器编译的时候,将会得到类似:error: a typedef cannot be a template 的错误信息。
虽然两者都用于创建类型别名,但“typedef”的主要限制是它不适用于模板。当涉及到非模板工作时,“using”和“typedef”在机械上都是相同的。因此,在这种情况下,这是程序员的个人选择。