7

以下の C++ ソースコードにおいて

template<typename _t_type_>
class OuterClass {
public:
    class InnerClass;
};

template<typename _t_type_>
class OuterClass<_t_type_>::InnerClass
{
public:
    InnerClass() { }

    template<typename _t_type2_>
    InnerClass(const typename OuterClass<_t_type2_>::InnerClass& _a_InnerClass_) {  }
};

struct foo { };
struct bar { };

int main()
{
    OuterClass<foo>::InnerClass o1;
    OuterClass<bar>::InnerClass o2 = o1; // error: no viable conversion from 'OuterClass<foo>::InnerClass' to 'OuterClass<bar>::InnerClass'
}

OuterClass<bar>::InnerClass o2 = o1; がエラーとなります。

    template<typename _t_type2_>
    InnerClass(const typename OuterClass<_t_type2_>::InnerClass& _a_InnerClass_) {  }

において _t_type_bar, _t_type2_foo となって解決されることを期待したのですが、期待通りではありませんでした。 clang++, g++ の両方でコンパイルしたのですが同じ結果でした。

やりたいことは任意の typename T に対し

    OuterClass<T>::InnerClass

となって、 任意の typename T1 と任意の typename T2

    OuterClass<T1>::InnerClass と OuterClass<T2>::InnerClass

のコピーコンストラクタが成り立つようにしたいためです。

  • 質問1: なぜこれは解決できないでエラーとなるのでしょうか。
  • 質問2: エラーがでないようにするには、どうしたらいいでしょうか。

参考までに

    OuterClass<bar>::InnerClass o2 = o1

をコメントアウトすることで、 InnerClass() { } は期待どおりに機能します。

2
  • template <typename U> InnerClass(const U&)なら通せますが、そういう話ではないですよね。InnerClass同士に制限したいというのが真意でしょうか?
    – yohjp
    Commented 2015年1月27日 4:05
  • InnerClass同士に制限したいというのが真意です。
    – jsuzu
    Commented 2015年1月27日 4:07

5 件の回答 5

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質問2: エラーがでないようにするには、どうしたらいいでしょうか。
コメントより: InnerClass同士に制限したい

OuterClass<??>::InterClass同士のみ相互代入を許容する」という目的であれば、下記コードのように"マーカー"(magic_type_for_innerclass)を用意することで実現可能です。関数テンプレートへのデフォルト引数を使っているため、C++11以降が必要です。

#include <type_traits>

template<typename _t_type_>
class OuterClass {
public:
    class InnerClass;
};

template<typename _t_type_>
class OuterClass<_t_type_>::InnerClass
{
public:
    typedef void magic_type_for_innerclass;
    InnerClass() { }

    // コンストラクタ
    template<
        typename U,
        typename = typename U::magic_type_for_innerclass
    >
    InnerClass(const U& rhs) {  }

    // 代入演算子
    template<
        typename U,
        typename = typename U::magic_type_for_innerclass
    >
    InnerClass& operator=(const U& rhs) { return *this; }
};

struct foo { };
struct bar { };

int main()
{
    OuterClass<foo>::InnerClass o1;
    OuterClass<bar>::InnerClass o2 = o1;
    o1 = o2;

//  無関係なクラス間代入はエラー
//  OuterClass<bar>::InnerClass o3 = foo{};
//  o3 = foo{};
}

おまけ:テンプレート関数ではコピーコンストラクタ/代入演算子とならないため、ここではコピー"風"コンストラクタ/代入演算子という感じになりますね。


質問1: なぜこれは解決できないでエラーとなるのでしょうか。

感覚的な説明では「OuterクラスとInnerクラス同士では直接的な関係をもっていないため、Innerクラス実引数からOuterクラスを推論することは不可能」くらいでしょ‌​うか。

厳密な説明では、C++11言語仕様の§14.8.2.5 [temp.deduct.type] / Paragraph 8 で実引数から型推論のパターン列挙していますが、ここでOuter<T>::Innerからテンプレート型パラメータTを推論するルールが定義されないため。となる気がします(正直、自信はありません…)。

このコンパイラ動作の根拠(C++言語仕様)は、「Outerクラス部分はテンプレート型推論の対象外となるから」という理由のようです。(thanks to @MitsuruKariya さんコメント)

質問コードに適用すると qualified-idOuterClass<T>::InnerClassnested-name-specifierOuterClass<T>::となり、テンプレート型パラメータTはnon-deduced contextsにあるため、型推論が行われないという結果となります。簡単には「最終::の右側でしか型推論されない」とみなせばOKです。

C++11言語仕様§14.8.2.5 [temp.deduct.type] / Paragraph 5より引用:

5 The non-deduced contexts are:

  • The nested-name-specifier of a type that was specified using a qualified-id.
  • [...]
4
  • やりたいことはできています。素晴らしい。ありがとうございます。
    – jsuzu
    Commented 2015年1月27日 4:23
  • がこれってoperator=には通用しないですよね。 質問に明示していなかったのですが、operator=でも同様の制約を付けたいのですが(すみません後出しで) そもそも、なんで template<typename U> InnerClass(const OuterClass<U>::InnerClass)が無視されるのかが謎です。
    – jsuzu
    Commented 2015年1月27日 4:32
  • 「Innerクラス実引数からOuterクラスを推論することは不可能」なるほどです。operator=もふくめてありがとうございました。
    – jsuzu
    Commented 2015年1月27日 4:46
  • 1
    解決されない理由は、親クラスが non-deduced contexts(推論しない文脈)だからではないでしょうか。C++11 仕様の§14.8.2.5[temp.deduct.type]/p.5 に列挙されている「推論しない文脈」の1番目に "The nested-name-specifier of a type that was specified using a qualified-id." とあります。これからすると、:: から左側は一切推論対象外のようです。推論対象外としている理由までは書かれていませんが・・・ Commented 2015年1月28日 5:52
4

代替案は既に他の方が回答していますので脇に置きつつ。
ISO/IEC 14882:2014 を見直していたら、以下の記述を見付けました。
テンプレート引数の推論のコンテキストに現れないテンプレート引数は推論の対象とならない、ということで例が挙げられています。
この記述は、14882:2003, 14882:2014にも同様に存在します。

14.8.2.5 Deducing template arguments from a type p16 の Note:

[ Note: Template parameters do not participate in template argument deduction
if they are used only in non-deduced contexts. For example,

template<int i, typename T>
T deduce(typename A<T>::X x, // T is not deduced here
  T t, // but T is deduced here
  typename B<i>::Y y); // i is not deduced here
A<int> a;
B<77> b;
int x = deduce<77>(a.xm, 62, b.ym);
// T is deduced to be int, a.xm must be convertible to
// A<int>::X
// i is explicitly specified to be 77, b.ym must be convertible
// to B<77>::Y

—end note ]

この例の deduce の第一引数 typename A<T>::X x が正に今回の例に当たると思います。
これが推論対象ではないのは、既出ですが、 14.8.2.5 p8 で例示されているいずれのパターンにも属さないからでしょうかね。正確なところはちょっと自信がありません。

蛇足かもしれませんが、 14.8.2.5 p8 で、型推論できるパターンの列挙部を引用します。
ここで、Tはテンプレートの型引数、TTはテンプレートのテンプレート型引数、iは型ではないテンプレート引数を表します。

T
cv-list T
T*
T&
T&&
T[integer-constant ]
template-name <T> (where template-name refers to a class template)
type (T)
T()
T(T)
T type ::*
type T::*
T T::*
T (type ::* )()
type (T::* )()
type (type ::* )(T)
type (T::*)(T)
T (type ::* )(T)
T (T::* )()
T (T::* )(T)
type [i]
template-name <i> (where template-name refers to a class template)
TT<T>
TT<i>
TT<>

template-name <T> まではありますが、typename template-name <T>::type はないようです。
引用元は 14882:2014で、2011も同じ。2003は右辺値参照がないことと、関数型がポインタになっている違いがありました。

1
  • これは勉強になりました。ありがとう御座います
    – jsuzu
    Commented 2015年1月28日 0:05
2

templateクラスの場合、template引数が違うクラスは、別クラス扱いになってしまうためです。つまり、OuterClass<foo>::InnerClassOuterClass<bar>::InnerClassを代入しようとするのは、

class OuterFoo{
    class Inner{
    };
};
class OuterBar{
    class Inner{
    };
};

と定義されている場合に、OuterFoo::InnerOuterBar::Innerを代入しようとしているのと同じことです。

InnerClassがtemplate引数に非依存なのであれば、外部クラスとしてしまってはどうでしょうか?
(01/27 11:13 コードを間違えていたので、修正)

class OutOfInnerClass{
    OutOfInnerClass(OutOfInnerClass& _a_InnerClass_) {  }
};
template<typename _t_type_>
class OuterClass {
public:
    typedef OutOfInnerClass InnerClass;
};

template<typename _t_type_>
class OuterClass<_t_type_>::InnerClass
{
public:
    typedef OutOfInnerClass InnerClass;
};

struct foo { };
struct bar { };

int main()
{
    OuterClass<foo>::InnerClass o1;
    OuterClass<bar>::InnerClass o2 = o1;

}
1
  • 外部クラスではなく内部クラスで実現したいです。 参考までにInnerClassを外部クラスにすると期待通りにります
    – jsuzu
    Commented 2015年1月27日 2:16
2

ネストしている型はテンプレートの解決時に推論できないことがあります。例えば、上記のコードに、以下のコードが続いていると考えてください。

struct baz {};

template<>
class OuterClass<baz> {
public:
    typedef OuterClass<foo>::InnerClass InnerClass;
};

この場合、OuterClass<foo>::InnerClassOuterClass<baz>::InnerClassは同じ型になりますので、InnerClassのテンプレートコピーコンストラクタが呼び出された時に、_t_type2_fooと解決すべきかbazと解決すべきかコンパイラには判断できません。

このため、提示されたコードはコンパイルできないのです。解決方法は、何をしたいかによって異なると思います。

追記:
以下の様なコードでは、_t_type2_は、fooになるべきでしょうか。それともbazになるべきでしょうか。

OuterClass<foo>::InnerClass o1;
const OuterClass<baz>::InnerClass& o3 = o1;
OuterClass<bar>::InnerClass o2 = o3;
3
  • _t_type2_をfooと解決すべきかbazと解決すべきかコンパイラには判断できません。 ←理解したような。。 ありがとう御座います。
    – jsuzu
    Commented 2015年1月27日 2:58
  • しかしよくよく考えると、o1はOuterClass<foo>::InnerClass なので t_type2 = foo となりそうなものですが
    – jsuzu
    Commented 2015年1月27日 3:09
  • 字面は違っても同じ型なので、コンパイラは区別できないのです。ちょっと例を追加しました。
    – snak
    Commented 2015年1月27日 3:18
0

基底クラスからの継承ではダメなんですか?
このようなクラス設計にしなければならない理由を知りたいです。

class ParentClass{
public:
    ParentClass(){}
};

template<typename T>
class ChildClass : public ParentClass {
public:
    ChildClass(){}
    ChildClass(const ParentClass &parentClass){}
};

struct foo { };
struct bar { };

int main(void)
{
    ChildClass<foo> i1;
    ChildClass<bar> i2 = i1;

    return 0;
}
1
  • OuterClass<foo>::InnerClass という使い方をしたいためです。
    – jsuzu
    Commented 2015年1月27日 3:01

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