c++11-17 模板核心知識（十五）—— 解析模板之依賴型型別名稱與typename Dependent Names of Types
阿新 • • 發佈：2020-12-09
- [模板名稱的問題及解決](#模板名稱的問題及解決)
- [typename規則](#typename規則)
- [C++20 typename](#c20-typename)
上篇文章[c++11-17 模板核心知識（十四）—— 解析模板之依賴型模板名稱 Dependent Names of Templates(.template/->template/::template) ](https://github.com/zhangyachen/zhangyachen.github.io/issues/164) 介紹了依賴型模板名稱，提到關於模板解析有六個大方面：
* 非模板中的上下文相關性 Context Sensitivity in Nontemplates
* 依賴型型別名稱 Dependent Names of Types <-----
* 依賴型模板名稱 Dependent Names of Templates
* using-declaration中的依賴型名稱 Dependent Names in Using Declarations
* ADL和顯式模板實參 ADL and Explicit Template Arguments
* 依賴性表示式 Dependent Expressions
這篇文章介紹下依賴型型別名稱（Dependent Names of Types）。
## 模板名稱的問題及解決
模板中的名稱存在一個問題：它們有的時候不能被很好的分類，比如一個模板引用其他模板的名稱，因為模板特化的存在，會讓問題變得複雜一些。例如：
```c++
template class Trap {
public:
enum { x }; // #1 x is not a type here
};
template class Victim {
public:
int y;
void poof() {
Trap::x *y; // #2 declaration or multiplication?
}
};
template <> class Trap { // evil specialization!
public:
using x = int; // #3 x is a type here
};
void boom(Victim &bomb) { bomb.poof(); }
```
如果你直接編譯，會報錯：
```c++
main.cc:30:14: error: unexpected type name 'x': expected expression
Trap::x *y; // #2 declaration or multiplication?
^
main.cc:39:38: note: in instantiation of member function 'Victim::poof' requested here
void boom(Victim &bomb) { bomb.poof(); }
^
1 error generated.
```
這個問題和解決方案在[c++11-17 模板核心知識（二）—— 類模板](https://github.com/zhangyachen/zhangyachen.github.io/issues/152#%E5%85%B3%E9%94%AE%E5%AD%97typename)涉及過，這篇文章再展開說一下相關規則。
回到上面的例子，當編譯器解析到#2處時，它需要決定`Trap::x`是一個型別還是一個值，這決定了`Trap::x *y`是宣告一個指標還是做乘法。
問題是，在Trap中，`Trap::x`是一個值，但是在全特化版本`Trap`中，`Trap::x`是一個型別。所以，這種情況實際是依賴模板引數T的，也就是依賴型型別名稱（Dependent Names of Types）。
C++規定，只有當加上typename關鍵字後，**依賴型型別名稱**才會被當做型別，否則會被當做一個值。這裡typename的意義和宣告一個模板時使用的typename是兩個意思，所以不能用class來替換typename.
## typename規則
當一個名稱具備以下性質時，需要在名稱前面加typename：
* 是qualified name。
* 不是[Elaborated type specifier](https://en.cppreference.com/w/cpp/language/elaborated_type_specifier)的一部分（例如，以class、struct、union、enum為開頭的型別）
* 名稱不是**用於指定基類繼承的列表**中，也不是位於**引入建構函式的成員初始化列表**中。
* 依賴於模板引數。
例如：
```c++
template
struct S : typename(2) X::Base {
S() : typename(3) X::Base(typename(4) X::Base(0)) {}
typename(5) X f() {
typename(6) X::C *p; // declaration of pointer p
X::D *q; // multiplication!
}
typename(7) X::C *s;
using Type = T;
using OtherType = typename(8) S::Type;
};
```
下面逐一說下上面各個typename的使用場景(**有的使用方式是錯誤的**)：
* 第一個typename代表一個模板引數，不在此文章討論範圍內。
* 第二和第三個typename是錯誤的使用方式，不需要新增，違反了上面的第3條規則。第二個出現在了指定基類繼承的列表中，第三個出現在了建構函式的成員初始化列表。如果加上typename編譯，會報如下錯誤：
```c++
main.cc:30:12: error: 'typename' is redundant; base classes are implicitly types
struct S : typename X::Base {
^~~~~~~~~
```
* 第四個typename是必須的，它滿足上面第3條規則，且其他規則也滿足。
* 第五個typename是錯誤的，因為X不是一個qualified name，如果加上typename編譯，會報：
```c++
main.cc:33:12: error: expected a qualified name after 'typename'
typename X f() {
^
```
* 第六個typename是必須的，上面講過，代表一個型別。
* 第七個typename是可有可無的，因為`X::C`不依賴模板引數，即不是Dependent Name.
* 第八個typename也是可有可無的，因為它指向的是`current instantiation`，這個概念下篇文章會講到。
## C++20 typename
是了，這一大堆亂七八糟的規則，誰也不想去記。C++20對typename的規則做了一些改善，有一些場景不再需要typename。詳情大家可以參考 ： [The typename disambiguator for dependent names
](https://en.cppreference.com/w/cpp/language/dependent_name#The_typename_disambiguator_for_dependent_names)
（完）
**朋友們可以關注下我的公眾號，獲得最及時的更新：**
![image](https://user-images.githubusercontent.com/14103319/92430320-11583200-f1c7-11ea-940d-1e297d2f39