- 7.1 Template
- 7.2 异常处理（Exception Handing）
- 7.3 执行期类型识别（Runtime Type Identification，RTTI）
- 7.4 效率有了，弹性呢？
- 有三个著名的C++语言扩充性质，它们都会影响C++对象。分别是template、exception handing（EH）和runtime type identification（RTTI）（RTTI可以想象成EH的一个副作用）。
7.1 Template
- template原本被视为是对container classes的支持，但现在成为STL的基础。它也被用于属性混合（如内存分配机制）或互斥（mutual exclusion）机制（使用于线程同步化控制）。它设置被用于template metaprograms技术：class expression templates将在编译时期而非执行期被评估（evaluated），因而带来效率提升。
Template的“实例化”行为（Template Instantiation）
- 下面的template Point class： 实际程序中，static data members并不可用，nested enum或enumerators也一样。它们每个只能通过template Point class的某个实例来存取或操作：
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14template<class Type>
class Point {
public:
enum Status { unallocated, normalized };
Point(Type x = 0.0, Type y = 0.0, Type z = 0.0);
~Point();
void* operator new(size_t);
void operator delete(void*, size_t);
// ...
private:
static Piont<Type> *freeList;
static int chunkSize;
Type _x, _y, _z;
};如果定义一个指针，指向特定实例：1
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4// ok
Point<float>::Status s;
// error
Point::Status s;什么也没发生。因为指向class object的指针，本身并不是class object，编译器不需要直到与该class有关的任何members数据或object布局数据。如果不是pointer而是reference，又如何：1
Point<float> *ptr = 0;
所以一个class object的定义，不论是由编译器暗中地做或是程序员显式地做，都会导致template class的实例化。也就是Point中的三个nonstatic members都会被绑定。然而member functions（未被使用过的）不应该被实例化。只有在需要时才实例化。但编译器不遵循这项要求，所以由使用者来主导实例化（instantiation），主要有两个原因：1
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4const Point<float> &ref = 0;
// 内部扩展
Point<float> temporary(float(0));
const Point<float> &ref = temporary;- 空间和时间效率的考虑。
- 尚未实现的机能。
Template的错误报告（Error Reporting within a Template）
Template中的名称决议法（Name Resolution within a Template）
- template的两种意义： Template中，一个nonmember name的决议结果，是根据name的使用是否与实例化该template的参数类型有关而决定的。如果无关，就以scope of the template declareation决定name，否则以scope of the template instantiation决定name。
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23// scope of the template definition
extern double foo(double);
template<class type>
class ScopeRules
{
public:
void invariant() {
_member = foo(_val);
}
type type_dependent() {
return foo(_member);
}
// ...
private:
int _val;
type _member;
};
// scope of the template declareation
extern double foo(double);
// scope of the template instantiation
extern int foo(int);
// ....
ScopeFules<int> sr0;
ScopeFules template中有两个foo()调用操作。它会调用foo(double)的版本，此外，_val的类型是int。因为函数的决议结果只和函数的原型（signature）有关，和函数的返回值没有关系。因此_member的类型不会影响哪一个foo()实例被选中。在scope中，只有一个foo()候选者。调用操作由scope of the template declareation决议。如果按以下方式：它由scope of the template instantiation决议。它会调用int版本，被type把持。1
sr0.type_dependent();
这意味着编译器必须保持两个scope contexts：- “scope of the template “，用于专注一般的template class。
- “scope of the template instantiation”，用于专注特定的实例。
Member Function的实例化行为（Member Function Instantiation）
- 对于template function的实例化（instantiation）。编译器提供了两个策略：一个是编译时期策略，程序代码在program text file中备妥可用；另一个是链接时期策略。
- 如果virtual function被实例化（instantiated），其实例化点紧跟在class的实例化点后。
- template instantiation似乎拒绝全面自动化，虽然工作做对了，但产生出来的object files重新编译成本可能太高，以手动方式在个别object module中完成预先实例化操作（pre-instantiation）是唯一有效率的方法。
7.2 异常处理（Exception Handing）
- 想要支持exception handing，编译器的主要工作就是找出catch子句，以处理被抛出的exception。这需要追踪程序堆栈中的每个函数的目前作用区域，同时编译器需要提供某种查询exception objects的方法，以直到实际类型（RTTI）。还需要某种机制管理被抛出的object，包括产生、存储、析构、清理和一般存取。
Exception Handing快速检阅
- exception handing由三个主要组件构成：throw子句、catch子句和try区段。当一个exception被抛出去，控制权会从函数调用中释放出来，并寻找吻合的catch子句。如果没有，则调用terminate()中断例程。当控制权被放弃后，堆栈中每个函数调用也被推理（popped up）。
对Exception Handing的支持
- 当exception发生时，编译系统完成以下事情：
- 检验发生throw操作的函数。
- 决定throw操作是否在try区段中。
- 把exception type拿来和每个catch子句比较。
- 流程控制交到吻合的匹配的catch子句手中。
- 如果throw不发生在try区段中，或没有catch子句吻合。那么：
- 摧毁active local objects。
- 堆栈中将函数unwind掉
- 进行堆栈的下一个函数，然后重复2·5。
决定throw是否发生在一个try区段中
- 一个函数可以想象为好几个区域：
- try区段以外的区域，没有active local objects。
- try区段以外的区域，但有一个（或以上）的active local objects需要析构。
- try区段以内的区域。
将exception的类型和每一个catch子句的类型做比较
- 对于每个被抛出来的exception，编译器产生一个类型描述器，对exception的类型进行编码。如果那是derived type，编码内容包含所有base class的类型信息。
- 类型描述器（type derscriptor）是必要的。因为exception是在执行期被处理的，object必须有自己的类型信息。RTTI正是因为支持EH而获得的副产品。