Трюк Бартона — Накмана () термин, придуманный комитетом по стандартизации C++ (ISO/IEC JTC1/SC22 WG21) для обозначения идиомы, введённой Джоном Бартоном и Ли Накманом как ограниченное расширение шаблона.
Идиома Идиома характеризуется определением внутри класса дружественной функции, находящейся в шаблоне базового класса. Это является примером использования рекурсивного шаблона ().
// Шаблон класса для сравнения на равенство. template<typename T> class equal_comparable { friend bool operator==(T const &a, T const &b) { return a.equal_to(b); } friend bool operator!=(T const &a, T const &b) { return !a.equal_to(b); }
// Класс value_type имеет == и !=, поэтому он является производным от // equal_comparable с самим собой в качестве аргумента (который является CRTP). class value_type : private equal_comparable<value_type> { public: bool equal_to(value_type const& rhs) const; // Требует определения
Когда создается экземпляр шаблонного класса, такого как equal_comparable, определения друзей внутри класса () порождают нешаблонные (и не являющиеся членами) функции (в данном случае функции-операторы). На момент появления идиомы (1994) язык C++ не определял частичный порядок () для перегруженных шаблонов функций, и, как следствие, перегрузка шаблонов функций часто приводила к неоднозначности. Например, попытка использовать общее определение для operator== как:
template<typename T> bool operator==(T const &a, T const &b) { /* ... */ }
была бы несовместима с другим определением, таким как:
template<typename T> bool operator==(Array<T> const &a, Array<T> const &b) { /* ... */ }
Таким образом, трюк Бартона — Накмана предоставляет шаблонный оператор равенства, определённый пользователем, без необходимости иметь дело с такими неоднозначностями. Прилагательное ограниченный () в названии идиомы относится к тому факту, что определение функции, находящееся внутри класса (), ограничено (применяется только) к специализациям данного шаблона класса.
Этот термин иногда ошибочно используется для обозначения рекурсивного шаблона (CRTP). Как объяснялось выше, трюк Бартона — Накмана — это отдельная идиома (которая опирается на CRTP).
Механизм работы Когда компилятор сталкивается с выражением
v1 == v2
где v1 и v2 имеют тип value_type, компилятор пытается выполнить поиск, зависящий от аргументов () для operator==. Этот поиск включает в себя рассмотрение дружественных функций, объявленных в value_type и в его базовых классах. (Заметим, что, если value_type был бы неполным экземпляром шаблона, ADL вызвал бы его полное инстанцирование.)
Трюк Бартона — Накмана изначально основывался не на ADL, а на особенности C++, названной «инъекция имени друга» (), в которой объявление дружественной функции внутри класса делало имя функции видимым в непосредственно окружающем пространстве имён (возможно, в глобальной области). При рассмотрении возможности удалить инъекцию имени друга из языка C++ было обнаружено, что идиома Бартона — Накмана — единственное оправданное применение этого языкового правила. В итоге были скорректированы правила поиска, зависящего от аргумента, так, чтобы заменить инъекцию имени друга менее радикальным механизмом, описанным выше, который поддерживал работоспособность метода Бартона и Накмана. Как следствие этого изменения, выражение:
::operator==(v1,v2)
больше не является допустимым, поскольку квалифицированные имена не подпадают под действие ADL, а объявления друзей не могут быть найдены с помощью обычного поиска. Спецификатор friend необходим, даже если дружественные функции не нуждаются в доступе к закрытым и защищённым членам класса.
См. также Curiously recurring template pattern
Ссылки
Дополнительно
Категория:Идиомы программирования Категория:C++