C++ Traits

STL 偏特化设计

概念:如果class template 中存在一个或者多个template参数,可以针对其中某个或者几个,但不是全部的template参数进行特化工作。
  1. 迭代器型别 value_type,指的是迭代器所指的对象的型别
    typedef T value_type
  2. difference_type 表示两个迭代器之间的距离,可以用来表示一个容器的最大容量(连续空间上,头尾之间的距离),stl中的count(),表示的结果就是difference_type
    typedef typename T::difference_type difference_type 一般情况
    typedef ptrdiff_t difference_type 原生指针
    //任何时候需要任何迭代器I 的difference_type 可以写成
    typename iterator_traits<I>::difference_type
    
  3. reference type 引用类型
    typedef T& reference;
  4. pointer type 指针类型
    typedef T& pointer;
  5. iterator_category; 标记类型
    typedef xxx_iterator_tag iterator_category;

例如:

template <class Iterator>
struct iterator_traits {
  typedef typename Iterator::iterator_category iterator_category;
  typedef typename Iterator::value_type        value_type;
  typedef typename Iterator::difference_type   difference_type;
  typedef typename Iterator::pointer           pointer;
  typedef typename Iterator::reference         reference;
};

注意点:

  • 设计了五个标签:
    struct input_iterator_tag {}; //只读
    struct output_iterator_tag {}; //只写
    struct forward_iterator_tag : public input_iterator_tag {}; // 可读写
    struct bidirectional_iterator_tag : public forward_iterator_tag {}; // 双向移动
    struct random_access_iterator_tag : public bidirectional_iterator_tag {}; // 随机读写,即是所有可操作行为

  • 标签用来标记重载函数特征例如

     template <class InputIterator, class Distance>
     inline void __advance(InputIterator& i, Distance n, input_iterator_tag) {
      //逐一前进
       while (n--) ++i;
     }
     template <class BidirectionalIterator, class Distance>
     inline void __advance(BidirectionalIterator& i, Distance n, 
     bidirectional_iterator_tag) {
     if (n >= 0)
     while (n--) ++i;
       else
     while (n++) --i;
     }
    
     template <class RandomAccessIterator, class Distance>
     inline void __advance(RandomAccessIterator& i, Distance n, 
                           random_access_iterator_tag) {
       i += n;
     }
    

    以及计算两个迭代器的distance()函数

  • 以上两者诠释了迭代器分为五类的设计与应用,利用iterator_traits,将迭代器萃取出来,结果就是讲类似的进行标记,然后通过各个iterator_traits形式通过内嵌的类型,和template进行参数推导,尤其是iterator_category等提取验证

  • taits,通过将类型等信息声明为局部变量,对外接口func,实际操作有funcImpl执行,根据funcImpl的参数类型进行推导,没有返回值的易于理解处理,可以直接通过参数个数,参数诶下进行处理 模板参数类型推导

    template<typename Iterator>
    typename Iterator::value_type  //返回类型
    function(Iterator iter)
    {
    return *iter;
    }
     
    //通过iterator_traits作用后的版本
    template<typename Iterator>
    typename iterator_traits<Iterator>::value_type  //返回类型
    function(Iterator iter)
    { 
    return *iter;
    }  

利用typename告诉编译器这是个类型,保证编译顺利,指针没办法进行定义内嵌的类型(value_type等)通过特化处理,就是直接将<T*>进行替代<T>进行特化处理

  • 继承迭代处理
    template <typename T>
    class ListIter : public std::iterator<std::forward_iterator_tag, T>
    {
        
    }

标记登记

  1. 标记目标函数(一般模板)具备的特性,返回类型,传入类型类别
  2. 登记目标函数(特化模板)传入参数的特征,返回特征,返回标记

template <class type>
struct __type_traits { 
   typedef __true_type     this_dummy_member_must_be_first;
   typedef __false_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __false_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __false_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __false_type    has_trivial_destructor;
   typedef __false_type    is_POD_type;
};

has_trivial_xxx:判断准则:class内含指针成员,并且对改成员进行了内存动态配置,分配的操作类型判定has_trivial_xxx

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