борьба с шаблонами

[baldr]

Есть у меня два класса:

Код:

template <class C>
class Synchronizer
  {
private:
    Synchronizer(); // Hidden constructor to realize Singleton pattern
    static Synchronizer<C> *_self;
  public:
    static Synchronizer<C> *Instance();
};

class BehaviourController
{
public:
    BehaviourController();
private:
    Synchronizer <BehaviourController>*Sync;
};

И, соответственно, реализация:

Код:

template <class C>
Synchronizer<C>::Synchronizer()
  {
    //  stuff
  }

template <class C> 
Synchronizer<C> *Synchronizer<C>::Instance()
{
    if(!_self) 
    {
        _self = new Synchronizer();
    }
    return _self;
}

Тут все нормально, вроде?
А если делаем вот так:

Код:

BehaviourController::BehaviourController()
{
    Sync=Synchronizer<BehaviourController>::Instance();
}

То компилятор верещит вот так:

BehaviourController.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "public: static class Synchronizer<class BehaviourController> * __cdecl Synchronizer<class BehaviourController>::Instance(void)" (?Instance@?$Synchronizer@VBehaviourController@@@@SAPAV1@XZ)

Вопрос: Что я делаю не так?
Я хотел реализовать класс с шаблоном (дальше с ним идет работа) на основе паттерна Singleton. Пока не было шаблона, все было нормально.  :?

[Pu]

baldr, я не вижу инициализации статик указателя  
static Synchronizer<C> *_self;
в реализации надо бы добавить чтото вроде
Synchronizer *Synchronizer::_self = 0;

[baldr]

Да, сорри, это есть. Забыл указать. Но проблема не в этом.

[Pu]

baldr, гут , ща посмотрю ышо  

[Serega]

Где у тебя находится реализация ?

[baldr]

Описание каждого класса находится в разных файлах. Реализация - тоже.
Проблема исчезает, если делать без шаблонов... :new_shot:

[dedOK]

Чтобы использовать шаблон функции или класса в некотором модуле, в этом модуле должно иметься определение функции или класса и всех его элементов.

Код:

// "C.h"
template <typename T>
class C {
void f();  
...
};
template <typename T>
void C<T>::f() {
...
}

Код:

#include "C.h"
C<int> a;
...

Второй вариант - явное инстанционирование используемых экземпляров шаблонов в модуле с определениями.

Код:

// "C.h"
template <typename T>
class C {
void f();  
...
};

Код:

// "C.cpp"
#include "C.h"
template <typename T>
void C<T>::f() {
...
}

template<> class C<int>;

Код:

#include "C.h"
C<int> a;
...

[baldr]

dedOK, по-моему, меня не поняли.  :new_mpr:
Я знаю что такое шаблон.
По-моему, у тебя написано то же самое, что и у меня. :l_smile:

[dedOK]

Не знаю каким ты компилятором пользуешься, но у меня в билдере все скомпилировалось и запустилось без проблем:

Код:

template <class C>
class Synchronizer {
  private:
    Synchronizer();
    static Synchronizer<C> *_self;
  public:
    static Synchronizer<C> *Instance();
  };

template <class C> Synchronizer<C>* Synchronizer<C>::_self;

template <class C>
Synchronizer<C>::Synchronizer() { /* stuff */ }

template <class C>
Synchronizer<C> *Synchronizer<C>::Instance()
{
    if(!_self)
    {
	_self = new Synchronizer();
    }
    return _self;
}

class BehaviourController
{
public:
    BehaviourController();
private:
    Synchronizer <BehaviourController>*Sync;
};

BehaviourController::BehaviourController()
{
    Sync=Synchronizer<BehaviourController>::Instance();
}

int main(int argc, char* argv[])
{
BehaviourController a, b;
return 0;
}

[baldr]

dedOK, и в самом деле...    У меня MSVC все нормально взял если в одном файле.
А попробуй сделать описания классов в отдельных .h-файлах, реализацию - в отдельных .cpp-файлах?
Ведь линкер поэтому и орет, что не находит метод... У меня, вроде, все файлы включаются нормально...  :?

[npak]

baldr, методы для шаблонного класса должны быть реализованы в той же единице компиляции, где они используются.

Пусть ты вынес тела методов шаблонного класса в отдельный файл, скажем tmpl_impl.c
Тогда ты можешь использовать эти методы либо в файле tmpl_impl.c, либо надо явным образом включать tmpl_impl.c, то есть перед первым использованием шаблонного класса надо вставить
#include "tmpl_impl.c"

Дело в том, что методы шаблонного класса не являются функциями.  При инстанциации шаблона компилятор подставляет аргументы шаблона и генерирует фактические методы.  Поэтому компилятору надо знать тела шаблонных методов, чтобы из них сгенерировать фактические методы.  

Линкер тут ни причём.  До него дело даже не доходит.

[baldr]

npak, компилятор все проходит нормально. А кричит как раз линкер.
И про то, что ты говоришь я первый раз слышу. Собственно, какая компилятору разница - описание класса есть и реализация есть? В реализации есть include для описания.

[baldr]

Как это ни странно, но npak прав. Правда, я не понял почему.  :oops:
Соответственно, npak получает +1 и выходит в следующий тур.  

[npak]

baldr, сорри, немного отстал от жизни про инстанциацию шаблонов.  Ругается действительно линкер, но причина именна та, про которую я писал -- компилятор не может сгененрировать метод для инстанса.

Когда компилятор доходит до строки

Код:

Sync=Synchronizer<BehaviourController>::Instance();

он пытается сгенерировать функцию с именем "?Instance@?$Synchronizer@VBehaviourController@@@@SAPAV1@XZ".  Но ему это не удаётся (почему -- см. далее).  Компилятор вставляет ссылку на функцию с этим именем и продолжает обработку файла.  При сборке приложения линкер ругается, так как ни в одном объектнике функция с таким именем не обнаружена

В объектнике с "реализацией" шаблонных методов нет такой функции, так как в соответствующем исходнике не используется Synchronizer<BehaviourController>::Instance().
В объектнике с реализацией конструктора для BehaviorController нет функции, так как компилятор не смог создать тело метода.

как происходит инстанциация метода (условно говоря) -- компилятор берёт тело шаблонного метода (текст!) и заменяет вхождения параметра шаблона на аргумент шаблона.  То есть должен строиться метод (BehaviorController_Synchronizer_instance -- внутреннее сгенерированное имя класса-инстанса):

Код:

BehaviorController_Synchronizer_instance *BehaviorController_Synchronizer_instance::Instance() 
{
    if(!_self) 
    {
        _self = new BehaviorController_Synchronizer_instance(); 
    }
    return _self; 
}

Почему не может создать тело метода? Потому что не из чего.  При компиляции файла с BehaviorController нет доступа к тексту файла с телами шаблонных методов, поэтому нет синтаксического материала для сборки тела метода инстанса.

[dedOK]

Поэтому компилятору надо знать тела шаблонных методов, чтобы из них сгенерировать фактические методы.

Как это ни странно, но npak прав. Правда, я не понял почему

Меня, наверно не поняли.  :? Именно об этом я и писал первый раз. Постараюсь пояснить. При разработке шаблонов используются три модели:
(1) модель включения
(2) модель явного инстанционирования
(3) модель разделения (или экспорта)

(1) - создается "заголовочный файл", содержащий все объявления и определения классов и их функций. В том числе и невстариваемых (чего не делают для обычных функций). Далее, этот заголовок включается в тот модуль, где шаблон используется. В качестве примера можно посмотреть любой STL-заголовок.
(2) Все делается как с обычными модулями. Но в модуль, где присутствуют все определения, вносят команды явного инстанционирования тех экземпляров шаблона, которые используются во всем проекте.
(3) Все как с обычными модулями. При этом все определения классов и невстраеваемых функций помечаются ключевым словом export. Это есть в стандарте. Однако export сейчас большинство компиляторов не поддерживают.

[baldr]

Опять линкеру что-то не нравится.  Достал он меня...
Вот что есть:

Код:

//file Synchronizer.h
template <class C>
class Synchronizer
  {
private:
    Synchronizer(); // Hiddec constructor to realize Singleton pattern
    static Synchronizer<C> *_self;
  public:
    static Synchronizer<C> *Instance() { if(!_self) _self = new Synchronizer(); return _self; }
    BOOL SetReportFunc(int (C::*RF)(long tick, SHORT* inputValArr));
  private:
    static int (C::*reportFunc)(long tick, SHORT* inputValArr);
};
#include "Synchronizer.cpp"

Код:

//file Synchronizer.cpp
template <class C>
Synchronizer<C>::Synchronizer()  { /*stuff*/ }

template <class C>    
BOOL Synchronizer<C>::SetReportFunc(int (C::*RF)(long tick, SHORT* inputValArr))
{
    if (RF=NULL) return FALSE;
    reportFunc=RF;
    return TRUE;
}

template <class C> Synchronizer<C> *Synchronizer<C>::_self=NULL;
template <class C> int Synchronizer<C>::*reportFunc(long tick, SHORT* inputValArr)=NULL;

Код:

//file BehaviourController.h
#include "Synchronizer.h"
class BehaviourController
{
public:
    BehaviourController();
private:
    Synchronizer<BehaviourController> *Sync;
};

Код:

//file BehaviourController.cpp
#include "stdafx.h"
#include "BehaviourController.h"
BehaviourController::BehaviourController()
{
    Sync=Synchronizer<BehaviourController>::Instance();
    Sync->SetReportFunc(GetReport);
}

Линкер кричит:

BehaviourController.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "private: static int (__thiscall BehaviourController::* Synchronizer<class BehaviourController>::reportFunc)(long,short *)" (?reportFunc@?$Synchronizer@VBehaviourController@@@@0P8BehaviourController@@AEHJPAF@ZQ2@)

Сорри за большой кусок кода - зато все объяснил.
Так вот. Линкеру не нравится описанная переменная-указатель на функцию reportFunc. Вопрос: правильно ли я ее описал в последней строке файла Synchronizer.cpp ?
Попытку вставить все в один файл тут можно уже не предлагать - пробовал. Не работает.

[dedOK]

По-моему дело в том, что

Код:

template <class C> int Synchronizer<C>::*reportFunc(
                long tick, SHORT* inputValArr)=NULL;

выглядит как указатель на функцию-элемент Synchronizer<C>. А как указать что это указатель на функцию-элемент C и при этом статический элемент Synchronizer<C>?

У меня слинковался такой код:

Код:

template <class C>
class Synchronizer
{
...
public:
  typedef int (C::*ReportFunc)(long tick, SHORT* inputValArr);
...
  BOOL SetReportFunc(ReportFunc rF);
private:
  static ReportFunc reportFunc;
};
template <class C> Synchronizer<C>::ReportFunc Synchronizer<C>::reportFunc = NULL;

[baldr]

dedOK, гранмерси!!!
Етить ее растак, но она слинковалась!

[baldr]

Блин. Но как тогда ее вызвать??

Код:

int outVal=reportFunc(counter, wData);

Так не прокатывает.

error C2064: term does not evaluate to a function

[npak]

baldr, reportFunc возвращает указатель на метод.  Для вызова необходимо подставить объект класса C

(не проверял)

Код:

C objC;
int   outVal=objC.*reportFunc(counter, wData);

[baldr]

Делаю так:

Код:

outVal=Parent->*reportFunc(counter, wData);

Ничего. Та же ошибка линкера.
Parent - Это C* Parent;

[npak]

baldr, это ошибка генерится компилятором

Дело в том, что приоритет оператора "вызов функции" выше, чем оператора "Pointer to member", поэтому вызов функции по указателю надо оборачивать в скобки.

Код:

outVal=(Parent->*reportFunc)(counter, wData);

[baldr]

npak, отлично. Все работает.  

[Алексей++]

а вот такой вопрос

скажем, в итоге что хочется получить (неважно, зачем, важно - удобно):

Код:

class Parent
{
	virtual Parent* NEW()=0;
	virtual void DELETE()=0;
	
	void F2()
	{
		Parent* pX=0;
		pX=pX->NEW();
		...
		pX->=DELETE();
	};
};

class Child1:Parent
{
	virtual Parent* NEW()
	{
		return new Child1;
	}

	virtual void DELETE()
	{
		delete (Child1*)this;
	}
};

class Child2:Parent
{
	virtual Parent* NEW()
	{
		return new Child2;
	}

	virtual void DELETE()
	{
		delete (Child2*)this;
	}
};

видим, что код детёв одинаков, за исключением имени типа дитя. Допустим, делаем через макрос

Код:

class Parent
{
	virtual Parent* NEW()=0;
	virtual void DELETE()=0;
	
	void F2()
	{
		Parent* pX=NEW();
		...
		pX->=DELETE();
	};
};

#define Parent_new_delete(class_type) \
	virtual Parent* NEW()\
	{\
		return new (class_type);\
	}\
	\
	virtual void DELETE()\
	{\
		delete ((class_type)*)this;\
	}

class Child1:Parent
{
	Parent_new_delete(Child1)
};

class Child2:Parent
{
	Parent_new_delete(Child2)
};

//пример вызова

Child2 A;
A.F2();

уже красивее выглядит. Но макрос не хотелось бы так оставлять.
И вот вопрос: можно ли вместо данного макроса применить некий шаблон функции ? Насколько я понял, для этого потребуется шаблон класса, но мне его тут нафиг не надо...

Как лучше поступить ?

[Dimka]

видим, что код детёв одинаков

Что-то типа:

Код: (C++)

template<class T>
class Child: public Parent
{
  public:
    virtual Parent *NEW() { return new T(); }
    virtual void DELETE() { delete dynamic_cast<T *>(this); }
};

class Child1: public Child<Child1> {};
class Child2: public Child<Child2> {};
 

(Не проверял на компилябельность.)

[Алексей++]

dimka, спасибо, вот наконец то нашлось для меня первое серьёзное применение для шаблонов

только насчёт идентификатора DELETE - в студии он, оказывается, уже зарезервирован, надо другой, но это мелочи.

ещё, зачем
dynamic_cast<T *>(this)

если можно
(T*)this

?

[Вад]

Алексей1153++, потому что если dynamic_cast не сможет привести тип, он вернёт null, а delete для null вполне безобиден. В общем случае приведение в C-style опаснее: скажем, если какой-нибудь нехороший человек чем-то не тем специфицирует шаблон. Например,

Код:

class Child3: public Child<AnotherClass> {};

что тогда будет?

Понятно, что в данном контексте такое определение не вполне корректно Но мало ли чем ещё можно специфицировать шаблон, и приводить всё это к типу, не будучи уверенным, что приведётся... Ошибки во время выполнения будут весьма странные.

Я бы, кстати, использовал static_cast - он в этом случае отлично проверяет, чтобы кто чего не натворил, минуя наследование Child:

Код:

class Parent {};
class AnotherClass : public Parent {};

template<class T>
class Child : public Parent
{
  public:
    virtual Parent *Create() { return new T(); }
    virtual void Release() { delete static_cast<T *>(this); }
};

class Child1: public Child<Child1> {};
class Child2: public Child<Child2> {};
class Child3: public Child<AnotherClass>{};

Child<AnotherClass> компилятор не пропустит, всё остальное - ок.

[Dimka]

Вад, я думаю, случая, когда dynamic_cast в этом примере вернёт NULL, не будет. Поскольку new T() должен привестись к Parent *. Если T - не потомок Parent, то компилятор на это обидится. Но в целом в данном примере dynamic_cast, конечно, надёжнее static_cast.

P.S. В С# можно явно указать, что параметр шаблона должен быть потомком какого-то класса. В C++, к сожалению, нельзя.

[Вад]

Вот ещё конструкция, с которой пока не пойму, что делать:

Код:

class Child4: public Child<Child2> {};

Если конструкторы приватные, и в качестве объекта Class4 будет на самом деле существовать объект Class2 - то, вроде, ничего страшного. Но поведение всё равно получается запутанное. А уж если можно явно инстанцировать Class4...

Правильно я понимаю, что из-за срезки нельзя по this установить, какой конкретно тип является спецификацией шаблона?

[Алексей++]

думаю, с кастом тут вы оба преувеличили ) Правило использзование класса я напишу, а кто захочет экспериментировать - флаг ему в шаловливые ручки ) Ну ладно, static_cast оставлю