C++模板中的typename

一、class 和 typename

如下例所示：

// 以下两种写法完全等价
template <typename T>
void func(T t) {}

template <class T>
void func(T t) {}

历史原因：class 是 C++98 引入模板时的关键字，typename 是后来加入的。现在更推荐使用 typename，因为它更准确地表达了”类型参数”的含义（不一定非得是类）。

唯一例外 ：模板模板参数中只能用 class（C++17 后也可以用 typename）

// 模板模板参数（老语法只能用 class）
template <template <typename> class Container>
struct MyClass {};

// C++17 开始也可以写 typename
template <template <typename> typename Container>
struct MyClass {};  // C++17

二、typename 的用途

见下例：

template <typename T>
void printSize(const T& container) {
    // T::size_type 是什么？是一个类型，还是一个静态成员变量？
    T::size_type size = container.size();  // 编译错误
    cout << size << endl;
}

编译器在解析 T::size_type 的时候，不知道 T 是什么，因为模板参数直到实例化的时候才能确定。按照 C++ 规则，如果编译器不能确定一个名称是类型，它就认为不是类型（默认当作成员变量或静态函数）。

解决方案：用 typename 明确告诉编译器“这是一个类型”。

template <typename T>
void printSize(const T& container) {
    typename T::size_type size = container.size();  // 正确
    cout << size << endl;
}

vector<int> v = {1, 2, 3};
printSize(v);  // T = vector<int>, T::size_type = size_t

三、消除模板成员调用歧义

类似 typename 的歧义也发生在调用模板成员函数时。见下例：

template <typename T>
void process(T& obj) {
    // obj.templateMethod<int>() 是什么意思？
    // 编译器不知道 templateMethod 是模板函数还是成员变量
    obj.templateMethod<int>();  // 如果不加 template，编译错误
}

编译器看到 < 和 >，可能认为这是小于号和大于号，而不是模板参数列表。

解决方案 ：用 .template 明确告诉编译器。

template <typename T>
void process(T& obj) {
    // .template 告诉编译器：后面是一个模板成员函数
    obj.template templateMethod<int>();
    
    // 同样适用于指针：->template
    T* ptr = &obj;
    ptr->template templateMethod<double>();
}

总结：

语法	用途	示例
typename	声明从属类型名称	typename T::iterator
.template	调用模板成员函数	obj.template func()
->template	通过指针调用模板成员函数	ptr->template func()
::template	通过作用域运算符调用	T::template func()

四、标准库中的应用

std::allocator_traits：

template <typename T>
struct allocator_traits {
    // 需要 typename：pointer 是从属类型
    using pointer = typename T::pointer;
    
    // 需要 .template：rebind 是模板成员
    template <typename U>
    using rebind = typename T::template rebind<U>;
};

std::iterator_traits：

template <typename Iter>
struct iterator_traits {
    using iterator_category = typename Iter::iterator_category;
    using value_type = typename Iter::value_type;
    using difference_type = typename Iter::difference_type;
    // ...
};