C++ 정리 - 41 (템플릿 구체화, 멤버 템플릿, 매개변수 템플릿, 템플릿 클래스와 프렌드 함수, 템플릿 클래스에 대한 바운드 템플릿 프렌드 함수, 템플릿 클래스에 대한 언바운드 템플릿 프렌드 ..

템플릿 구체화

-암시적 구체화

사용하기 원하는 데이터형을 나타내는 하나 또는 그 이상의 객체를 선언하면 컴파일러는 포괄적인 템플릿이 제공하는 설계도를 사용하여 하나의 특수화된 클래스 정의를 생성한다.

ArrayTP<int,100> stuff; //암시적 구체화

 

-명시적 구체화

키워드 template을 사용하여 클래스를 선언하고, 사용하려는 데이터형을 나타냈을 때, 컴파일러는 명시적 구체화를 생성한다. 

template class ArrayTP<string,100>;

ArrayTP<string,100>이 클래스라고 선언한다.

이 선언은 템플릿 정의와 동일한 이름 공간 안에 있어야 한다.

 

-명시적 특수화

명시적 특수화는 포괄적인 템플릿 대신에, 사용하려는 특정한 데이터형을 위한 정의이다. 포괄적인 데이터형 대신 구체적인 하나의 데이터형에 맞게 정의된 템플릿 형식을 취한다.

template<>class Classname<specialized-type-name>{...};

 

-부분적인 특수화

부분적인 특수화는 템플릿의 포괄성을 일부 제한한다.

예를 들어, 부분적인 특수화는 데이터형 매개변수들 중의 어느 하나에 구체적인 데이터형을 제공할 수 있다.

 

//포괄적인 템플릿

template<class T1,class T2> class Pair{...};

//T2를 int로 설정한, 부분적인 특수화

template<class T1>class Pair<T1,int> {...};

 

데이터형을 모두 지정하면, 괄호 쌍은 비게 되고 완전한 명시적 특수화가 이루어진다.

//T1과 T2를 모두 int로 설정한, 완전한 명시적 특수화

template<>class PAir<int,int>{...};

 

여러 가지 중에서 하나를 선택해야 한다면, 컴파일러는 가장 특수화된 템플릿을 사용한다.

포인터들을 위한 버전을 제공함으로써, 기존의 템플릿을 부분적으로 특수화시킬 수 있다.

template<class T> //포괄적인 버전

class Feeb{...};

template<class T*> //포인터를 위한 부분적인 특수화

class Feeb{...}; //수정된 코드

 

Feeb<char *>fb2; //T 특수화 사용, T는 char

 

멤버 템플릿

템플릿은 구조체, 클래스, 템플릿 클래스의 멤버가 될 수 있다.

 

매개변수 템플릿

템플릿 매개변수는, 표준 템플릿 라이브러리를 구현하기 위해 사용된 템플릿 기능이다.

template<template<typename T>class Thing>

class Crab

템플릿 매개변수는 template<typename T>class Thing이다.

여기서 template<typename T> class가 데이터형이고, Thing이 매개변수이다.

Crab<King> legs;

이것이 허용되려면 템플릿 매개변수 King이 템플릿 클래스여야 한다. 그리고 템플릿 클래스의 선언이 템플릿 매개변수 Thing의 선언과 일치해야 한다.

template<typename T>

class King{...};

 

템플릿 매개변수를 일반 매개변수와 혼합하여 사용할 수 있다.

 

템플릿 클래스와 프렌드 함수

템플릿의 프렌드를 다음 3가지로 분류할 수 있다.

템플릿이 아닌 프렌드

바운드 템플릿 프렌드, 클래스가 구체화될 때 클래스의 데이터형에 의해 프렌드의 데이터형이 결정된다.

언바운드 템플릿 프렌드, 프렌드의 모든 특수화가 그 클래스의 각 특수화에 대해 프렌드들이다.

 

-템플릿 클래스에 대한 템플릿이 아닌 프렌드 함수

템플릿 클래스에 있는 보통의 함수를 프렌드로 선언해보자

template<class T>
class HasFriend
{
	friend void counts();//모든 HasFriend 구체화들에 대해 프렌드이다.
    ...
};

이 선언은 counts() 함수를 그 템플릿이 가능한 모든 구체화들에 대해 프렌드로 만든다.

 

count() 함수는 객체 매개변수들을 가지지 않고 객체에 의해 호출되지 않는다. counts() 함수가 HasFriend 객체에 접근하는 법 1. 전역 객체에 접근할 수 있다. 2. 전역 포인터를 사용하여 전역이 아닌 객체에 접근할 수 있다. 3. 템플릿 클래스의 static 데이터 멤버에 접근할 수 있다. 그리고 그러한 static 데이터 멤버들을 객체와 따로 분리되어 존재한다.

 

템플릿 클래스 매개변수를 제공하려면, 하나의 특수화를 제공해야 한다.

friend void report(HasFriend<T> &); 

//HasFriend &는 안됨.

 

템플릿 클래스에 대한 바운드 템플릿 프렌드 함수

1. 클래스 정의 앞에 템플릿 함수 각각 선언

template<typename T> void counts();

template<typename T> void report(T &);

 

2. 함수 안에서 다시 템플릿들을 프렌드로 선언.

   클래스 템플릿 매개변수의 데이터형에 기초하는 특수화들 선언

template <typename T>
class HasFriendT
{
	...
    friend void counts<TT>();
    friend void report<>(HasFriendT<TT>&);
    //report<> = report<HasFriendT<TT>>
};

3. 프로그램은 그 프렌드들을 위한 정의를 제공해야 한다.

 

-템플릿 클래스에 대한 언바운드 템플릿 프렌드 함수

템플릿을 클래스 안에 선언함으로써, 언바운드 프렌드 함수를 생성할 수 있다. 이때 모든 함수 특수화는 모든 클래스 특수화에 대해 프렌드이다. 언바운드 프렌드들의 경우, 프렌드 템플릿 데이터형 매개변수들을 템플릿 클래스 데이터형 매개변수들과 다르다.

template<typename T>
class ManyFriend
{
	...
    template<typename C,typename D>friend void
    	Show2(C &,D &);
};

Show2(hf1i1,hfi2) 함수 호출은 다음과 같은 특수화와 일치한다.

void show2<ManyFriend<int> &,c,ManyFriend<int>& d);

 

ManyFriend의 모든 특수화들에 대해 프렌드이기 때문에, 이 함수는 모든 특수화들의 item 멤버에 접근할 수 있다. 그러나 ManyFriend<int> 객체들에 대한 접근만을 사용한다.