深度探索c++對象模型之template中的名稱決議方式

      我們應該能夠區分以下兩種意義：一個是c++ standard標準中的“scope of the template definition”【模板定義域】，另一個是c++ standard標準中的“scope of the template instantiation”【模板具現域】。第一種情況舉例說明：

// scope of the template definition【模板定義域】

extern double foo(double);

template<class type>
class ScopeRules
{
public:
  void invariant() {  _member = foo( _val ); }
type type_dependent() { return foo( _member ); }

private:
  int _val;
  type _member;
}

      然後第二種情況也舉例說明：

// scope of the template instantiation【模板具現域】

extern int foo(int);

ScopeRules<int> sr;

      在ScopeRules template中有兩個foo版本：在“scope of the template definition”中，只有一個foo函數聲明位於scope之內。然而在“scope of the instantiation”中，兩個foo函數版本都位於scope之內。這時如果我們有一個這樣的調用操作：

// scope of the template instantiation

sr.invariant();

那麼在invariant中的【_member = foo( _val );】，究竟會調用哪一個函數實體呢？是scope of the template declaration【模板聲明域】中的“extern double foo( double )”，還是scope of the template instantiation【模板具現域】中的“extern int foo( int )”？如果您因爲在我們例子中用int具現的ScopeRules而選擇了後者，那麼很可惜您選錯了，因爲正確答案是意料之外的double foo。。。

      至於原因，讓我們來看一下書中的解釋：在template之中，對於一個非成員名字【如本例中invariant裏面foo】的決議結果，是根據這個名字的使用是否與“用來具現該模板的實際參數類型”有關與否來決定的，如果非成員名字的使用和具現模板用的實際參數沒有關聯，那麼就以“scope of the template declaration【模板聲明域】”來決定名字歸屬；然而如果它們有關聯，那麼就以“scope of the template instantiation【模板具現域】”來決定名字歸屬；回頭看我們上面的例子可以發現，invariant中的foo與我們用來具現模板的參數int沒有關聯，所以使用“scope of the template declaration”中的double版本foo函數，下面是更詳細的解釋：

// the  resolution fo foo() is not dependent on the template argument【foo函數的決議結果並不依賴於模板參數】
_member = foo( _val );

_val在我們的模板聲明中，已經被定義成一個int類型，也就是說，_val是一個類型不會變的模板類成員，無論具現這個ScopeRules的實際參數是什麼類型，都不會影響到_val本身。還有，函數的決議結果只和函數的signature【原型】有關，和函數的返回值類型什麼的無關，所以，模板具現後的_member類型並不會影響到哪一個foo函數體被選中，總之就是foo的調用與具現ScopeRules的參數毫無關聯！所以調用操作必須根據“scope of the template declaration”來決議，而在“scope of the template declaration”域中，只有一個double版本foo函數，所以自然只有一個候選者。【此外要注意的是，這種行爲不能以一個簡單的宏擴展——比如使用一個#define宏——重現之】。

      下面讓我們來看看“與具現模板類型”【type-dependent】有關的用法：

sr.type_dependent();

這個函數的內容如下：

return foo(_member);

這個例子與上一個例子不同，因爲_member肯定與具現ScopeRules的參數有關：該參數將決定_member的實際類型。所以這一次foo必須在“scope of the template instantiation”域中被決議，到了這個域中就有了兩個foo版本函數，但由於_member的被具現後的類型是int，因此這次就是int版本的foo函數出線。但是，如果ScopeRules是被unsigned int或long具現出來，那麼這裏的foo選擇就會模糊不清。最後，如果ScopeRules是被某一個用戶自己的自定義類類型具現出來，而該類沒有針對int和double實現conversion運算符【轉換運算符】，那麼foo的調用操作會被標識錯誤！但不管情況如何，都是以“scope of the template instantiation”來決定，而不是“scope of the template declaration”來決定。

      這意味着編譯器必須保持兩個scope contexts【上下文範圍】：

1）：“scope of the template declaration”，用來專注於一般的template class；

2）：“scope of the template instantiation”，用來專注於特定的實體；

編譯器的resolution【決議】算法必須決定哪一個纔是適當的scope，然後在其中搜索適當的name。