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C++模板类继承中的Name Lookup

今天这篇文章说说C++中的模板类继承时的名称(变量/类型)查找(Name Lookup)。普通的继承关系中的Name Lookup对于熟悉C++的同学来说,都是非常直观的,因此在这里就不再赘言。模板类(Template Class)的继承中,由于模板本身特殊性,使其在Name Lookup时,有着一定的特殊性,我们从一个例子来说明:

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template< typename T>
class A
{
protected:
    int m_data;
};
 
template< typename T>
class B : public A< T>
{
public:
    void Test(int t)
    {   
        m_data = t;
    }   
};
 
int main(int argc, char** argv)
{
    B< int> b;
    b.Test();
}


看完上面这个例子,如果有同学能一眼看出这个例子中存在的问题,那后面的内容可以不用看了,这篇文章中要讲的内容你是清楚的。如果看不出,那我们继续来看这个例子会有什么问题。我们用g++(v4.5.1)来编译上面的例子:

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zeshengwu@TengDa_10_12_22_98:~/work/test> g++ test.cc -o test
test.cc: In member function 'void B< t>::Test(const T&)':
test.cc:18:9: error: 'm_data' was not declared in this scope

神马?m_data没有声明?明明不是在基类A< T>里已经声明了吗?为什么这里编译器会说没有声明呢?难道是编译器有bug?非也非也,g++/gcc是久经考验的工具,它出bug的概率肯定比我们写的程序出bug的概率要小得多,本着任何时候都要先怀疑自已的精神,我们来找寻这里的问题的答案。
我们知道,在普通的继承关系中,Name Lookup的基本顺序是先从子类里找,如果在子类里找不到,再从基类里找。按照这个理论,m_data应该可以从基类A< T>里找到。且慢,我们来看看C++Std文档中是怎么说的:

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The lookup of names dependent on the template parameters is postponed until the actual 
template argument is known

这句话的大意是说“依赖于模板参数的Name Lookup会推迟到模板参数的实际类型确定的时候(也就是模板实例化的时候)”。在上面的程序中,由于m_data依赖于基类A< T>,而基类A< T>又依赖于子类B< T>的模板参数T。因此,在B< T>中定义Test()函数的时候,m_data的lookup会被推迟到A< T>实例化的时候。这时候,就不知道m_data是从哪里来的了。那如何来解决呢?解决的方法就是显式的指明m_data是从哪里来的,具体有下面两种方案:
1. 方案一:

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...
void Test(const T& t)    
{   
    A< T>::m_data = t;
}
...

2. 方案二:

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...
void Test(const T& t)    
{   
    this->m_data = t;
}
...
  1. xiaxia
    2012年6月28日14:57 | #1

    b.Test(); 加上参数后这段程序刚才我在vs2010下能运行 ,可能vs和g++编译器不一样吧

  2. 2012年6月28日15:03 | #2

    恩,vs下面确实可以,g++对标准遵守的比较好。@xiaxia

  3. leverly
    2012年6月30日19:11 | #3

    “在上面的程序中,由于m_data依赖于基类A,而基类A又依赖于子类B的模板参数T。因此,在B中定义Test()函数的时候,m_data的lookup会被推迟到A实例化的时候。”

    模板是不会被单独编译的,main()里B b; 进行了实例化,为什么会出错编译错误?

  4. 2012年7月1日10:13 | #4

    你可以试下把main函数里面的内容去掉再编译一下@leverly

  5. Heartwork
    2012年8月16日22:10 | #5

    没太懂,lz的意思是说在编译期A不会实例化,所以编译期根本找不到m_data的定义是吗?C++的编译器居然在运行期才能生成类型A的定义吗??

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