第22章　类型别名和别名模板（C++11 C++14）

在C++的程序中，我们经常会看到特别长的类型名，比如std::map<int, std:: string>::const_iterator。为了让代码看起来更加简洁，往往会使用typedef为较长的类型名定义一个别名，例如：

typedef std::map<int, std::string>::const_iterator map_const_iter;
map_const_iter iter;

C++11标准提供了一个新的定义类型别名的方法，该方法使用using关键字，具体语法如下：

using identifier = type-id

其中identifier是类型的别名标识符，type-id是已有的类型名。相对于typedef，我更喜欢using的语法，因为它很像是一个赋值表达式，只不过它所“赋值”的是一个类型。这种表达式在定义函数指针类型的别名时显得格外清晰：

typedef void(*func1)(int, int);
using func2 = void(*)(int, int);

可以看到，使用typedef定义函数类型别名和定义其他类型别名是有所区别的，而使用using则不存在这种区别，这让使用using定义别名变得更加统一清晰。如果一定要找出typedef在定义类型别名上的一点优势，那应该只有对C语言的支持了。

前面我们已经了解到使用using定义别名的基本用法，但是显然C++委员会不会因为这点内容就添加一个新的关键字。事实上using还承担着一个更加重要的特性——别名模板。所谓别名模板本质上也应该是一种模板，它的实例化过程是用自己的模板参数替换原始模板的模板参数，并实例化原始模板。定义别名模板的语法和定义类型别名并没有太大差异，只是多了模板形参列表：

template < template-parameter-list >
using identifier = type-id;

其中template-parameter-list是模板的形参列表，而identifier和type-id是别名类模板型名和原始类模板型名。下面来看一个例子：

#include <map>
#include <string>

template<class T>
using int_map = std::map<int, T>;

int main()
{
  int_map<std::string> int2string;
  int2string[11] = "7";
}

在上面的代码中，int_map是一个别名模板，它有一个模板形参。当int_map发生实例化的时候，模板的实参std::string会替换std::map<int, T>中的T，所以真正实例化的类型是std::map<int, std::string>。通过这种方式，我们可以在模板形参比较多的时候简化模板形参。

看到这里，有模板元编程经验的读者可能会提出typedef其实也能做到相同的事情。没错，我们是可以用typedef来改写上面的代码：

#include <map>
#include <string>

template<class T>
struct int_map {
  typedef std::map<int, T> type;
};

int main()
{
  int_map<std::string>::type int2string;
  int2string[11] = "7";
}

以上代码使用typedef和类型嵌套的方案也能达到同样的目的。不过很明显这种方案要复杂不少，不仅要定义一个int_map的结构体类型，还需要在类型里使用typedef来定义目标类型，最后必须使用int_map<std::string>::type来声明变量。除此之外，如果遇上了待决的类型，还需要在变量声明前加上typename关键字：

template<class T>
struct int_map {
  typedef std::map<int, T> type;
};

template<class T>
struct X {
  typename int_map<T>::type int2other;  // 必须带有typename关键字，否则编译错误
};

在上面这段代码中，类模板X没有确定模板形参T的类型，所以int_map<T>::type是一个未决类型，也就是说int_map<T>::type既有可能是一个类型，也有可能是一个静态成员变量，编译器是无法处理这种情况的。这里的typename关键字告诉编译器应该将int_map<T>::type作为类型来处理。而别名模板不会有::type的困扰，当然也不会有这样的问题了：

template<class T>
using int_map = std::map<int, T>;

template<class T>
struct X {
  int_map<T> int2other;      // 编译成功，别名模板不会有任何问题
};

值得一提的是，虽然别名模板有很多typedef不具备的优势，但是C++11标准库中的模板元编程函数都还是使用的typedef和类型嵌套的方案，例如：

template<bool, typename _Tp = void>
struct enable_if { };

template<typename _Tp>
struct enable_if<true, _Tp>
{ typedef _Tp type; };

不过这种情况在C++14中得到了改善，在C++14标准库中模板元编程函数已经有了别名模板的版本。当然，为了保证与老代码的兼容性，typedef的方案依然存在。别名模板的模板元编程函数使用_t作为其名称的后缀以示区分：

template<bool _Cond, typename _Tp = void>
using enable_if_t = typename enable_if<_Cond, _Tp>::type;

本章介绍了使用using定义类型别名的方法，可以说这种新方法更符合C++的语法习惯。除此之外，使用using还可以定义别名模板，相对于内嵌类型实现类似别名模板的方案，该方法更加简单直接。建议读者在编译环境允许的情况下尝试使用using来定义别名。