Шаблоны: переменные-члены родительского класса не видны в унаследованном классе

У меня есть следующие 4 файла:

arrayListType.h: объявить и определить класс arrayListType как шаблон
unorderedArrayListType.h: Унаследовано от класса arrayListType и объявляет и определяет unorderedArrayListType как шаблон.
main1.cpp: тестовая программа для тестирования класса unorderedArrayListType.
Makefile

Я получаю сообщение об ошибке компиляции при доступе к защищенным переменным arrayListType в unorderedArrayListType например: "длина, не объявленная в этой области", "список, не объявленный в этой области", где длина и список являются защищенными переменными в классе arrayListType.

Ниже приведены коды:
arrayListType.h

#ifndef H_arrayListType  
#define H_arrayListType

#include <iostream>

using namespace std;

template <class elemType>
class arrayListType
{

public:

    const arrayListType<elemType>&operator=(const arrayListType<elemType>&);

    bool isEmpty() const;
    bool isFull() const;
    int listSize() const;
    int maxListSize() const;
    void print() const;
    bool isItemAtEqual(int location, const elemType& item) const;
    virtual void insertAt(int location, const elemType& insertItem) = 0;
    virtual void insertEnd(const elemType& insertItem) = 0;
    void removeAt(int location);
    void retrieveAt(int location, elemType& retItem) const;
    virtual void replaceAt(int location, const elemType& repItem) = 0;
    void clearList();
    virtual int seqSearch(const elemType& searchItem) const;
    virtual void remove(const elemType& removeItem) = 0;

    arrayListType(int size = 100);
    arrayListType(const arrayListType<elemType>& otherList);

    virtual ~arrayListType();


protected:

    elemType *list;
    int length;
    int maxSize;
};


template <class elemType>
bool arrayListType<elemType>::isEmpty() const
{
    return (length == 0);
}

// remaining non-virtual functions of arrayListType class

#endif

unorderedArrayListType.h

#ifndef H_unorderedArrayListType
#define H_unorderedArrayListType

//#include <iostream>
#include "arrayListType.h"

//using namespace std;

template <class elemType>
class unorderedArrayListType: public arrayListType<elemType>
{

public:

    void insertAt(int location, const elemType& insertItem);
    void insertEnd(const elemType& insertItem);
    void replaceAt(int location, const elemType& repItem);
    int seqSearch(const elemType& searchItem) const;
    void remove(const elemType& removeItem);

    unorderedArrayListType(int size = 100);
};

template <class elemType>
void unorderedArrayListType<elemType>::insertAt(int location, const elemType& insertItem)
{
    for(int i = length; i > location; i--)
        list[i] = list[i - 1];

    list[location] = insertItem;
    length++;
}

// Remaining virtual functions that need to be defined by the inherited class

#endif

main1.cpp

#include <iostream>
#include "unorderedArrayListType.h"

using namespace std;


int main()
{
    unorderedArrayListType<int> intList(25);

    int number;
    cout<<"Line 3: Enter 8 integers: ";

    for(int count = 0; count < 8; count++)
    {
        cin>>number;
        intList.insertEnd(number);
    }

    cout<<"Line 8: intList: ";
    intList.print();
    cout<<endl;
}

Makefile:

all: main1


main1.o: main1.cpp
    g++ -c -Wall main1.cpp

main1: main1.o
    g++ -Wall main1.o -o main


clean:
    rm -f *.o *~ main1

Ниже приведена ошибка компиляции:

make  
g++ -c -Wall main1.cpp  
In file included from main1.cpp:2:  
unorderedArrayListType.h: In member function 'void   unorderedArrayListType<elemType>::insertAt(int, const elemType&)':  
unorderedArrayListType.h:30: error: 'length' was not declared in this scope  
unorderedArrayListType.h:31: error: 'list' was not declared in this scope  
unorderedArrayListType.h:33: error: 'list' was not declared in this scope

Дополнительные функции unorderedArrayListType перечисленных и защищенных переменных указаны как не объявленные в области. Интересно, что может быть ошибкой.

Новая ошибка:

make  
g++ -Wall main1.o -o main  
Undefined                       first referenced  
 symbol                             in file  
arrayListType<int>::seqSearch(int const&) constmain1.o  
ld: fatal: Symbol referencing errors. No output written to main  
collect2: ld returned 1 exit status  
*** Error code 1  
make: Fatal error: Command failed for target `main1'

Ответ 1

Это связано с тем, что родительский элемент шаблона класса не создается во время этапа компиляции, который сначала проверяет шаблон. Эти имена, по-видимому, не зависят от конкретного экземпляра шаблона, и поэтому определения должны быть доступны. (Если вы никогда не посмотрите на определение arrayListType, то, читая код unorderedArrayListType вы arrayListType list а его length должна быть своего рода глобальными.)

Вам нужно будет явно указать компилятору, что имена на самом деле зависят от создания родительского объекта.

Один способ, используя this-> перед всеми унаследованными именами: this->list, this->length.

Другой способ, используя объявления: using arrayListType<elemType>::length; и т.д. (например, в закрытом разделе производного класса).

Запись с часто задаваемыми вопросами: https://isocpp.org/wiki/faq/templates#nondependent-name-lookup-members

Ответ 2

Расширенный комментарий к ответу от UncleBens.

Всегда хорошо иметь в виду, что шаблоны классов не являются классами. Это шаблоны. Один из способов взглянуть на это: в С++ классы не являются объектами. Вам нужно создать экземпляр класса для создания объекта. Аналогичная концепция применяется к шаблонам классов и классам. Подобно тому, как экземпляр класса создает объект, создание экземпляра класса создает класс.

Пока шаблон не будет создан, это отношение наследования, установленное между unorderedArrayListType и arrayListType, не существует. Компилятор не знает, собираетесь ли вы определить частичное создание шаблона arrayListType, в котором нет элементов length и list. Вам нужно предоставить компилятору руку в unorderedArrayListType с помощью this->length и this->list или какой-либо другой конструкции, которая сообщает компилятору, что вы ожидаете, что они будут членами данных.

Предположим, что вы используете this->length в unorderedArrayListType, и предположите, что кто-то приходит и пишет экземпляр частичного шаблона arrayListType<FooType>, который не имеет length и list в качестве элементов данных. Теперь создание экземпляра unorderedArrayListType<FooType> приведет к ошибке времени компиляции. Но так как вы не собираетесь это делать (вы не собираетесь это делать, не так ли?), Использование this->length будет в порядке.

Ответ 3

Я бы попробовал две вещи:

1. Используйте this-> (что обычно полезно делать с шаблонами).

template <class elemType>
void unorderedArrayListType<elemType>::insertAt(int location, const elemType& insertItem)
{
    for(int i = this->length; i > location; i--)
        this->list[i] = this->list[i - 1];

    this->list[location] = insertItem;
    this->length++;
}

2. Typedef родительский элемент и используйте его при доступе к родительским элементам:

template <class elemType>
class unorderedArrayListType: public arrayListType<elemType>
{
    typedef arrayListType<elemType> Parent;
    ...
}

template <class elemType>
void unorderedArrayListType<elemType>::insertAt(int location, const elemType& insertItem)
{
    for(int i = Parent::length; i > location; i--)
        Parent::list[i] = Parent::list[i - 1];

    Parent::list[location] = insertItem;
    Parent::length++;
}