原则47:请使用traits classes表现类型信息

作者在本原则中讲了一个我前所未闻的东西,这个东西可以用来在编译期获取类型相关信息,这个东西就是traits。本原则讨论了advance函数模版的实现,通过讨论,它要阐述的是如何设计并使用traits在编译期间去获取类型信息。
首先作者介绍了STL中的5种迭代器。
1、input迭代器:只能向前走,一次一步,只读一次,istream_iterators就是这样的迭代器;
2、output迭代器:只能向前走,一次一步,只写一次,ostream_iterators就是这样的迭代器;
3、forward迭代器:它能做input+output能做的事,而且读写一次以上,其代表是TR1中hash容器;
4、Bidirectional迭代器:它比前三种更强大,不仅可向前还可向后,像什么list、set、map的迭代器都属于这种;
5、random access迭代器:它比前几种更强大,它可以对迭代器自身做算术运算,比如说+=,而且它的时间复杂度是O(1),像什么vector、deque、string的迭代器都属于这种。
这5种迭代器之间的继承关系如下图所示:



以上这些都被称为迭代器的卷标结构。
作者模拟了设计advance的过程,并以代码重用的思想去掉用那些已经存在的迭代器,输入适合于用哪种类型的迭代器就直接调用哪种类型的迭代器。很显然这个实现过程中肯定有if判断语句,它肯定要有判断内容,这个内容必须要获取,那么通过什么手段获取呢?答案就是通过traits。
在这里就不得不略微地说一说啥是traits。它是一种技术,也是一个C++程序员共同遵守的协议,它对内置类型和用户自定义类型表现得必须一样好才行。它被放置在template或者特化版本中,其中针对迭代器的是iterator_traits。它的原型是:
template<typename IterT>
struct iterator_traits< IterT >;
很显然这是一个struct模版,但是习惯上它总被称为traits classes。
iterator_traits有个机制,它必须要求STL模版类里面的迭代器里面声明一个typedef名用来表明该迭代器属于上述那5种中的哪一种。
然后再在自己的struct iterator_traits< IterT >;里面声明一个typedef名也是用来标明迭代器所属种类,如下图所示。




以上是traits针对用户自定义类型所采取的措施,那么traits针对指针是怎么做的呢?指真是不可能有嵌套内容的,因为它只是指示地址而已。
因为指针的行为与random_access相似,所以traits在struct里的实现如下:

由上图可以看出它实际上就是把random_access类型迭代器起了个别名而已。
所以综合上述内容作者总结道设计一个traits class应该做到以下几点:
1、确认若干希望将来取得的类型相关信息;
2、为该信息起个别名;
3、提供一个template和一组特化版本,内含你希望支持的类型相关信息。

以上是关于traits的简要介绍。
下面还是回到advance的话题上来。前文说道advance中必然涉及到if判断语句,但是作者的意图是这些应该在编译期解决,可是if是在运行期才解决的,这个并不是作者想要的,作者很生气后果很严重于是决定使用函数重载。因为函数重载是在编译期确定的,而且它会根据输入的实参自动确定该调用哪个函数。当然,这里说的重载函数并不是advance的重载函数而是另一个用来实现功能的函数,它有很多版本。具体在应用的时候直接用advance去掉用那个功能函数就行了。
所以作者有总结了如何使用traits class:
1、建立一组重载函数或者函数模版,彼此间的差异只在于traits参数,令每个函数的实现码与其接受之traits信息相匹配。
2、建立一个控制函数或者函数模版去掉用这些重载函数。
最后作者总结道:
1、traits classes使得类型相关信息在编译期可用。它们以泛型和泛型特化来实现。
2、使用重载可以解决if语句在运行期进行判断的尴尬局面,并使基于traits classes的类型判断可以在编译期执行。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 200,045评论 5 468
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 84,114评论 2 377
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 147,120评论 0 332
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 53,902评论 1 272
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 62,828评论 5 360
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,132评论 1 277
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,590评论 3 390
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,258评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,408评论 1 294
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,335评论 2 317
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,385评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,068评论 3 315
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,660评论 3 303
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,747评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,967评论 1 255
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,406评论 2 346
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 41,970评论 2 341

推荐阅读更多精彩内容