C++ typename の 2 つの使い方

C++ のテンプレートでは typename キーワードを使います。 ただ、typename はよく使うテンプレートパラメーター以外のところでも必要になってくることがあります。
そこで、今回は typename の使い方について紹介します。

テンプレートパラメーターでの typename

まずはよくあるテンプレートパラメーターでの使用例です。
 template <typename T>
 class Point
 {
     T x_;
     T y_;
      :
テンプレートのパラメーター T が 型であることを宣言 するために typename が使われています。


ここでは typename の代わりに class を使うこともできます。 どちらを使っても違いは何もありません

個人的には次のように使い分けています。

キーワード 使用するケース
typename パラメーターとして基本型をいれることを想定
class それ以外

ただ、基本型を含めてすべての型はクラスとして考えるべき という意見の人などもいて、 どっちを使うかは個人の好みやコーディング規約で決めてください。

階層を持つテンプレートのための typename

次にテンプレートパラメーター以外での使い方です。

例として、先ほどの点クラスの配列(vector)を持つ多角形(Polygon)クラスを考えてみます。

typename.cpp:
 template <typename T>
 class Polygon
 {
     std::vector< Point<T> > points_;
 
   public:
     using value_type = T;
     using size_type = typename std::vector< Point<T> >::size_type;
     using iterator = typename std::vector< Point<T> >::iterator;
     using const_iterator = typename std::vector< Point<T> >::const_iterator;
 
     size_type size() const { return points_.size(); }
     
     iterator begin() { return points_.begin(); }
     iterator end()   { return points_.end(); }
     const_iterator begin() const { return points_.begin(); }
     const_iterator end()   const { return points_.end(); }
     :
vector と同じような機能が欲しいので、vector のメソッドを委譲して使っています。
イテレーターを使うときなど、いちいち std::vector< Point<T> >::iterator と書くのが面倒なので、 using を使って別名保存しています。
こういった using の使い方を知らなかったという人も typedef の上位互換だと思ってください。


1 つめの using に対して特に問題はありません。
2 つ目以降は typename を付けています。 これがテンプレートパラメーター以外の typename です。 これを付けていないとコンパイルが通りません。
typename.cpp:38:23: error: need 'typename' before 'std::vector<Point<T> >::size_type' because 'std::vector<Point<T> >' is a dependent scope
     using size_type = std::vector< Point<T> >::size_type;
上記は g++ のコンパイルエラーメッセージですが、分かりづらいので、もう少し説明してみます。
T はテンプレートパラメーターなので、不確定です。 そのため Point<T> も不確定なので、std::vector<???>::size_type という形です。
"クラス名::xxxx" という形式は型だけでなく、定数にも使います。 そのため、型かどうかハッキリしないものに対して別名定義である using(typedef) を使うと、コンパイルエラーとなってしまいます。

コンパイルを通すには typename を記述して、次にくるのが型だとコンパイラーに伝える必要があります。

テンプレートをいろいろ使っていくと、 テンプレートクラスをメンバーに持ったテンプレートクラスのように階層を持つテンプレートというのが出てきます。 そういった場合、この型だということを宣言する typename の使い方も覚えておく必要があります。
  typename Foo<T>::xxxx

参考

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