C++箴言:如何訪問模板化基類中的名字

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假設(shè)我們要寫一個應(yīng)用程序,它可以把消息傳送到幾個不同的公司去。消息既可以以加密方式也可以以明文(不加密)的方式傳送。如果我們有足夠的信息在編譯期間確定哪個消息將要發(fā)送給哪個公司,我們就可以用一個 template-based(模板基)來解決問題:
     class CompanyA {
     public:
    ...
    void sendCleartext(const std::string& msg);
    void sendEncrypted(const std::string& msg);
    ...
     };
     class CompanyB {
     public:
    ...
    void sendCleartext(const std::string& msg);
    void sendEncrypted(const std::string& msg);
    ...
     };
     ... // classes for other companies
     class MsgInfo { ... }; // class for holding information
     // used to create a message
     template
     class MsgSender {
     public:
    ... // ctors, dtor, etc.
    void sendClear(const MsgInfo& info)
    {
    std::string msg;
    create msg from info;
    Company c;
    c.sendCleartext(msg);
    }
    void sendSecret(const MsgInfo& info) // similar to sendClear, except
    { ... } // calls c.sendEncrypted
     };
    這個能夠很好地工作,但是假設(shè)我們有時需要在每次發(fā)送消息的時候把一些信息記錄到日志中。通過一個 derived class(派生類)可以很簡單地增加這個功能,下面這個似乎是一個合理的方法:
     template
     class LoggingMsgSender: public MsgSender {
     public:
    ... // ctors, dtor, etc.
    void sendClearMsg(const MsgInfo& info)
    {
    write "before sending" info to the log;
    sendClear(info); // call base class function;
    // this code will not compile!
    write "after sending" info to the log;
    }
    ...
     };
    注意 derived class(派生類)中的 message-sending function(消息發(fā)送函數(shù))的名字 (sendClearMsg) 與它的 base class(基類)中的那個(在那里,它被稱為 sendClear)不同。這是一個好的設(shè)計,因為它避開了 hiding inherited names(隱藏繼承來的名字)的問題(參見《C++箴言:避免覆蓋通過繼承得到的名字》)和重定義一個 inherited non-virtual function(繼承來的非虛擬函數(shù))的與生俱來的問題(參見《C++箴言:絕不重定義繼承的非虛擬函數(shù)》)。但是上面的代碼不能通過編譯,至少在符合標(biāo)準(zhǔn)的編譯器上不能。這樣的編譯器會抱怨 sendClear 不存在。我們可以看見 sendClear 就在 base class(基類)中,但編譯器不會到那里去尋找它。我們有必要理解這是為什么。
    問題在于當(dāng)編譯器遇到 class template(類模板)LoggingMsgSender 的 definition(定義)時,它們不知道它從哪個 class(類)繼承。當(dāng)然,它是 MsgSender,但是 Company 是一個 template parameter(模板參數(shù)),這個直到更遲一些才能被確定(當(dāng) LoggingMsgSender 被實例化的時候)。不知道 Company 是什么,就沒有辦法知道 class(類)MsgSender 是什么樣子的。特別是,沒有辦法知道它是否有一個 sendClear function(函數(shù))。
    為了使問題具體化,假設(shè)我們有一個要求加密通訊的 class(類)CompanyZ:
    class CompanyZ { // this class offers no
    public: // sendCleartext function
    ...
    void sendEncrypted(const std::string& msg);
    ...
    };
    一般的 MsgSender template(模板)不適用于 CompanyZ,因為那個模板提供一個 sendClear function(函數(shù))對于 CompanyZ objects(對象)沒有意義。為了糾正這個問題,我們可以創(chuàng)建一個 MsgSender 針對 CompanyZ 的特化版本:
    template<> // a total specialization of
    class MsgSender { // MsgSender; the same as the
    public: // general template, except
    ... // sendCleartext is omitted
    void sendSecret(const MsgInfo& info)
    { ... }
    };
    注意這個 class definition(類定義)開始處的 "template <>" 語法。它表示這既不是一個 template(模板),也不是一個 standalone class(獨立類)。正確的說法是,它是一個用于 template argument(模板參數(shù))為 CompanyZ 時的 MsgSender template(模板)的 specialized version(特化版本)。這以 total template specialization(完全模板特化)聞名:template(模板)MsgSender 針對類型 CompanyZ 被特化,而且這個 specialization(特化)是 total(完全)的——只要 type parameter(類型參數(shù))被定義成了 CompanyZ,就沒有剩下能被改變的其它 template’s parameters(模板參數(shù))。