Softwareentwicklung in C++ - ASC

findMax f o r int32 array . . . max value i s at index 3
findMax f o r double array . . . max value i s at index 0
13.1 Function Templates 409
Was tut der Compiler also hinter den Kulissen, dass wir eine generische Funktion
einfach so aufrufen können und in Wirklichkeit den Aufruf einer konkreten
Funktion damit erreichen? Prinzipiell geht er nach folgendem Schema
vor:
1. Beim Aufruf einer Template Funktion wirft er einen Blick auf deren Deklaration,
um herauszufinden, was denn die generischen Teile des Templates
sind (davon kann es natürlich mehrere geben...). In unserem Fall gibt
es den Datentyp ElementType, der eine konkrete Entsprechung braucht.
2. Die Aufrufparameter werden mit den generischen Teilen des Templates
verglichen. Dadurch erfährt der Compiler, welche Entsprechung er konkret
nehmen soll. In Zeile 15 unseres Testprogramms findet der Compiler
heraus, dass ElementType wohl int32 sein muss, denn die Funktion
wird mit einem int32 * aufgerufen und im Template steht als Parameter
ElementType *. Wenn ElementType also für int32 steht, passt alles
wunderbar zusammen.
3. Jetzt, wo der Compiler herausgefunden hat, was ElementType ist, geht er
daran, im gesamten Funktionsrumpf alle Vorkommen dieses generischen
Typs durch den konkreten Typ int32 zu ersetzen. Er bastelt also eine
konkrete Funktion für diesen Typ.
4. Die resultierende konkrete Funktion wird danach vom Compiler übersetzt,
als ob wir selbst eine Funktion geschrieben hätten, die mit einem
int32 Array arbeiten würde.
5. Der Aufruf der konkreten Funktion wird nun endgültig an der Stelle
eingesetzt, an der wir mit findMax in dieser Ausprägung arbeiten.
Ganz genau dasselbe passiert in Zeile 18, nur dass hier die Analyse der generischen
Parameter ergibt, dass der konkrete Datentyp ein double ist. Der
Compiler erzeugt also eine neue konkrete Ausprägung der Funktion, die mit
einem double Array arbeiten kann und setzt diesen Aufruf ein. Natürlich
wird nicht jedes Mal, wenn der Compiler z.B. auf einen double stößt, wieder
eine neue Ausprägung der Funktion erzeugt, denn die besondere Ausprägung
mit double existiert ja nach dem ersten Vorkommen schon. Es wird ab dem
zweiten Vorkommen einfach diese existente Ausprägung herangezogen. Genaueres
dazu wird noch in Abschnitt 13.7 behandelt.
Geht man dieses Schema, wie der Compiler mit Templates arbeitet, noch
einmal im Kopf durch, dann erkennt man schnell, warum ich hier die gesamte
Definition der Funktion einmal kurzerhand quasi als inline Code in das
Header File geschrieben habe: Der Compiler muss die Definition der Funktion
kennen, um aus dieser generischen Definition auch eine konkrete Ausprägung
durch Ersetzen des Typs bauen und danach übersetzen zu können. Ich möchte
allerdings hier gleich vorausschicken, dass dies im Prinzip notgedrungen so
sein muss, dass es aber zum Glück trotzdem Möglichkeiten gibt, wie man die