Язык программирования C++. Пятое издание - Стенли Липпман

Главная часть последнего выпуска стандарта языка С++ относится к шаблонам с переменным количеством аргументов. Такой шаблон способен получать переменное количество аргументов разных типов. Шаблоны с переменным количеством аргументов позволяют написать такие функции, как функция-член emplace() классов контейнеров и библиотечная функция make_shared(), передающая аргументы конструктору объекта.

Термины

Аргумент шаблона (template argument). Тип или значение, указанные при создании экземпляра шаблона.

Аргумент шаблона по умолчанию (default template argument). Тип или значение, используемые при создании экземпляра шаблона, если пользователь не предоставил соответствующий аргумент.

Дедукция аргумента шаблона (template argument deduction). Процесс, в ходе которого компилятор выясняет, какой экземпляр шаблона функции следует создать. Для этого компилятор исследует типы аргументов, переданных в качестве параметров шаблона. На основании полученных типов или значений объектов, связанных с параметрами шаблона, компилятор автоматически создает соответствующую версию функции.

Пакет параметров (parameter pack). Параметр шаблона или функции, представляющий любое количество параметров.

Пакет параметров функции (function parameter pack). Пакет, представляющий любое количество параметров функций.

Пакет параметров шаблона (template parameter pack). Пакет, представляющий любое количество параметров шаблона.

Параметр значения (nontype parameter). Параметр шаблона, представляющий значение. Во время создания экземпляра шаблона класса каждый параметр значения связывается с константным выражением, переданным в качестве аргумента при создании экземпляра класса.

Параметр типа (type parameter). Имя, используемое в списке параметров шаблона вместо имени типа. Параметры типа определяется после ключевого слова typename или class.

Параметр шаблона (template parameter). Имя, определенное в списке параметров шаблона и используемое в определении его экземпляров. Параметр шаблона может быть типом или значением. Чтобы использовать шаблон класса, следует предоставить явные аргументы для каждого параметра шаблона. Компилятор использует эти типы или значения при создании версии экземпляра класса. При этом используемые параметры заменяются фактическими аргументами. Когда используется шаблон функции, компилятор выводит аргументы шаблона из аргументов вызова и создает экземпляр специфической функции на их основании.

Развертывание пакета (pack expansion). Процесс, в ходе которого пакет параметров заменяется соответствующим списком его элементов.

Создание экземпляра (instantiate). Процесс компилятора, в ходе которого соответствующие параметры шаблона заменяются фактическими аргументами и создается специфический экземпляр шаблона. Экземпляры функций создаются автоматически на основании аргументов, использованных в вызове. При использовании шаблона класса следует явно предоставить аргументы шаблона.

Создание экземпляра (instantiation). Процесс создания компилятором класса или функции из шаблона.

Специализация шаблона (template specialization). Переопределение всего шаблона класса, или его члена, или шаблона функции, в котором определены параметры шаблона. Специализация шаблона не может быть осуществлена до завершения определения шаблона класса, подвергающегося специализации. Специализация шаблона должна быть осуществлена прежде, чем он будет использован для специализированных аргументов. Каждый параметр шаблона в шаблоне функции должен быть специализирован полностью.

Список параметров шаблона (template parameter list). Список параметров типа или значения (разделяемый запятыми), используемый в определении или объявлении шаблона.

Схема (pattern). Определяет форму каждого элемента в развернутом пакете параметров.

Трансформация типа (type transformation). Определенные библиотекой шаблоны класса, преобразующие предоставленный параметр типа шаблона в связанный тип.

Частичная специализация (partial specialization). Версия шаблона класса, в которой определены некоторые, но не все параметры шаблона либо некоторые параметры определены не полностью.

Шаблон класса (class template). Определение, которое может быть использовано при создании экземпляров специфических классов. При определении шаблона класса используется ключевое слово template, за которым следует разделяемый запятыми список параметров, заключенный в угловые скобки (<>).

Шаблон с переменным количеством аргументов (variadic template). Шаблон, получающий переменное количество аргументов. Пакет параметров шаблона определяется с использованием многоточия (например, class..., typename... или имя_типа...).

Шаблон функции (function template). Определение, которое может быть использовано при создании экземпляра специфической функции. При определении шаблона функции используется ключевое слово template, за которым следует разделяемый запятыми список параметров, заключенный в угловые скобки (<>), и определение функции.

Шаблон-член (member template). Член класса или шаблона класса, который является шаблоном функции. Шаблон-член не может быть виртуальным.

Явное создание экземпляра (explicit instantiation). Объявление, предоставляющее явные аргументы для всех параметров шаблона. Используется для управления процессом создания экземпляра. Если объявление будет внешним (extern), то экземпляр шаблона не будет создан; в противном случае создается экземпляр шаблона с указанными аргументами. Для каждого внешнего объявления шаблона где-нибудь в программе должно быть внутреннее явное создание экземпляра.

Явный аргумент шаблона (explicit template argument). Аргумент шаблона, предоставляемый пользователем при вызове функции или определении типа шаблона класса. Явные аргументы шаблона указывают в угловых скобках непосредственно после имени шаблона.

Часть IV

Дополнительные темы

Часть IV посвящена дополнительным средствам, которые весьма полезны в некоторых случаях, но нужны не каждому разработчику на языке С++. Эти средства делятся на две группы: те, которые используются для решения крупномасштабных проблем, и те, которые применяют скорее для специфических целей, а не общих. Средства для специфических задач, предоставляемые языком, рассматриваются в главе 19, а таковые, предоставленные библиотекой, — в главе 17.

В главе 17 рассматриваются четыре библиотечных средства специального назначения: класс bitset (набора битов) и три новых библиотечных средства: кортежи, регулярные выражения и случайные числа. Затронуты также будут и некоторые из менее общеизвестных частей библиотеки ввода и вывода.

Глава 18 посвящена обработке исключений, пространствам имен и множественному наследованию. Эти средства могут быть весьма полезны в контексте крупномасштабных программ.

Даже достаточно простые программы, которые могут быть написаны одним разработчиком, способны извлечь пользу из обработки исключений, основы которой были представлены в главе 5. Однако необходимость справляться с непредвиденными ошибками во время выполнения программы не менее важна, чем решение проблем в больших группах разработчиков. В главе 18 представлен обзор некоторых дополнительных средств обработки исключений. Здесь также более подробно рассматриваются способы обработки исключений, их смысл при размещении ресурсов в памяти и их удалении. Кроме того, в этой главе описаны способы создания и применения собственных классов исключений, рассматриваются также усовершенствования из нового стандарта, включая определение того, что некая функция не будет передавать исключения.

В крупномасштабных приложениях зачастую используют код от нескольких независимых производителей. Комбинирование нескольких библиотек от независимых разработчиков было бы необычайно трудной или вообще неразрешимой задачей, если бы все использованные в них имена располагались в одном пространстве имен. В библиотеках от независимых разработчиков почти неизбежно использовались бы совпадающие имена. В результате имя, определенное в одной библиотеке, вступило бы в конфликт с таким же именем из другой библиотеки. Чтобы избежать конфликтов имен, их следует определять в пространстве имен (namespace).

Каждый раз, когда в этой книге использовалось имя из стандартной библиотеки, происходило обращение к пространству имен std. В главе 18 продемонстрировано, как можно определять собственные пространства имен.

Глава 18 завершается очень важным, но нечасто используемым средством языка: множественным наследованием. Множественное наследование наиболее полезно в сложных иерархиях наследования.