C++Template 2. Template Instantiation#1

codenuri 강석민 강사 강의 내용기반으로 정리한 내용입니다.

Template Instantiation

컴파일러가 함수(클래스) 템플릿으로 부터 실제 함수(클래스)를 만들어 내는 과정

명시적 인스턴스화(explicit instantiation)
암시적 인스턴스화(implicit instantiation)

Template 이 생성한 코드 확인

결과 확인

어셈블리 코드 확인
- cl file.cpp /FAs -> file.asm 파일 생성
- g++ file.cpp -S -> file.s 파일 생성

int add(int a, int b) {
    return a+b;
}

template<typename T>
T square(T a) {
    return a*a;
}

int main() {
    // square(3);
    // square(3.3);
}

-> asm 결과 확인해 보면 add 는 있지만 square 는 없는 것 확인 가능 -> square 주석을 해제하고 다시 asm 코드 만들면 square 버전 생성된 것 확인가능

template<typename T> class Test
{
public:
    void foo() {}
    void goo() {}
};

template<typename T>
T square(T a) {
    return a*a;
}

int main() {
    
}

템플릿으로 부터 실제 C++ 코드를 만들어 내는 과정 -> Template instantiation

명시적 인스턴스화(explicit instantiation)

템플릿을 사용해서 특정 타입의 함수(클래스)를 생성해 달라고 명시적으로 지시하는 것.
함수 / 클래스 선언과 유사한 모양으로 작성

template<typename T> class Test
{
public:
    void foo() {}
    void goo() {}
};

template class Test<int>; // 클래스 명시적 인스턴스화 -> foo, goo 모두 인스턴스화됨
template void Test<int>::foo(); // foo 만 인스턴스화 가능

template<typename T>
T square(T a) {
    return a*a;
}

template int square<int>(int); // 명시적 인스턴스화(완벽한 모양)
template int square<>(int); // int 생략 가능
template int square(int); // int, <> 생략 가능

int main() {
    
}

암시적 인스턴스화(implicit instantiation)

명시적 인스턴스화를 하지 않고 템플릿을 사용하는 경우, 암시적으로 인스턴스화가 발생
2가지 형태로 사용가능
- 사용자가 타입을 직접 전달
- template argument type deduction: 함수 인자를 통해서 컴파일러가 타입을 추론하는 것(class template type deduction은 C++ 17 부터 지원)
클래스 템플릿의 경우 사용하지 않은 멤버함수는 인스턴스화가 되지 않는다 -> lazy instantiation

template<typename T> class Test
{
public:
    void foo() {}
    void goo() {}
};

template<typename T>
T square(T a) {
    return a*a;
}

int main() {
    int n = square(3); // 컴파일러가 이 코드를 보고 인스턴스화(컴파일러에 의해 타입결정)
    int n2 = square<int>(3);

    Test<int> t1;
    t1.foo();   // foo 만 인스턴스화함
}

Class template type deduction

template argument type deduction

사용자가 템플릿 인자를 명시적으로 지정하지 않은 경우 컴파일러가 인자를 보고 추론(deduction)하는 것
타입을 결정하는 방식 중요(type deduction rule 참고)
클래스 템플릿의 경우, C++17 부터 타입 추론을 지원
- 생성자의 인자를 통해서 타입을 결정
- 사용자가 작성한 “Class template type deduction guide“를 통해서 타입을 결정

template<typename T> class Vector
{
    T* buff;
public:
    Vector() {}
    Vector(int sz, T initValue) {}

    template<typename C>Vector(C& c) {}
};

// user define deduction guide
Vector()->Vector<int>;

template<typename C>
Vector(C& c)->Vector<typename C::value_type>;

int main() {
    Vector<int> v1(10, 3); // 10개를 3으로 초기화.

    Vector      v2(10, 3); // C++ 17

    Vector  v3; // default 생성자는 T랑 관계가 없어 추론할 수 있는 guide 가 없음(class template argument deduction failed error 발생)

    // list<int> s = {1,2,3};
    list s = {1,2,3}; // C++17 style..

    Vector v4(s)
}

class template argument type deduction

C++ 17 부터 지원
생성자를 통한 타입 결정
사용자가 “user define deduction guide” 제공

leesangwon0114