《STL源码剖析》traits技法

包括

1】：萃取迭代器特性：iterator_traits

2】:萃取型别特性__type_traits

萃取迭代器特性    

特性萃取机

      

  

每个迭代器要融入STL大家庭，必须遵守约定，自行以内嵌型别定义的方式定义出相应型别（以上5个）

原因—作用：

因为：模板参数推导机制无法推导函数的返回值型别；

所以：使用内嵌型别声明  typedef T value_type

又因为：原生指针无法定义内嵌型别

所以：对原生指针T*，指向const的指针（常对象的指针const T *）进行模板特化

-----》模板类：struct iterator_traits专门提取迭代器的特性

用法：iterator_traits<迭代器>::5个特性之一

5个特性：

value type:迭代器指向对象的型别

difference type:2个迭代器间的距离

pointer:指向迭代器所指之物

reference:函数如果要传回左值，都以by reference的方式进行

iterator_category:迭代器的相应型别，引发大量的编程

实现：

1】

 

 2】 2个特化  原生指针，const指针

          

      

    

     

迭代器相应型别

1】input itetator:这种迭代器所指对象，不允许改变，只读

output iterator:只写

forward iterator：读写

以上三种仅支持operator++

bidirectional iterator:双向移动   支持operator++，--

random access iterator：涵盖所有指针算术能力，p+n,p-n,p[n],p1-p2,p1<p2

2】

为了编译器就选择正确的版本

所以：利用重载函数

外层函数的第三个参数：迭代器类型的相应型别（5个）

这个相应型别一定要是类class,不能是数值等，编译器依据它来进行重载决议

所以：1】定义5个类—代表5中迭代器类型

                    

2】只是为了激活重载机制，根本不用使用参数

这些classes只作为标记，不需要任何成员

迭代器型别用法

方式一：参数临时对象

iterator_traits<inputiterator>::iterator_category()

方式二：

typedef typename iterator_traits<inputiterator>::iterator_category    category;

category();

方式三：

  iterator_category(迭代器)   注：iterator_category是辅助函数

例子：

1】外层函数

           

       

        

2】内层函数  函数重载

          

迭代器保证

原因：类似仿函数

为了融于整个STL框架，任何迭代器都应该提供5个内嵌相应型别，以利于traits萃取，否则无法与其他STL组件搭配。

所以：必须继承自迭代器类

   

   说明：

iterator 类不含任何成员，只是型别定义，

        所以继承它不会调用任何负担，后单个参数有默认值，故新的迭代器只需要提供前2个参数。

例子：
template<class item>
struct listiter:
        public iterator<std::forward_iterator_tag,item>
{...}

萃取型别的特性__type_traits

1】  iterator_traits---萃取迭代器的特性

__type_traits---萃取型别（type）的特性

2】如果有平凡的构造，析构，复制构造，赋值，对型别进行构造，析构，复制构造，赋值时，使用最有效率的措施—直接内存处理（memmove,memcopy等），

     不用使用构造，复制构造等

3】为了针对不同的型别，完成编译期的派送，定义2个class,相应真或假

原因：类似萃取迭代器特性时，定义的5个迭代器型别

希望利用相应结果（真/假）进行参数推导，而编译器只对class对象形式的参数，才做参数推导。所以定义如下2个结构体：

struct _true_type{};

struct _false_type{};

效果：空白的类没有任何成员，没有额外负担，又能够标示真假。

实现

  1】全部定义为__false_type  最保守的值

template <class type>

struct __type_traits{

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  has_POD_type;

};

2]针对内建类型的特化版本【char,unsigned char ,short，int,long,double等等】

每一个成员的值都是__true_type，表示这些型别都可以采用最快放手（如memcpy）来进行拷贝或赋值

例如：

struct __type_traits<char>{

typedef __true_type  has_trivial_default_constructor;

typedef __true_type  has_trivial_copy_constructor;

typedef __true_type  has_trivial_assignment_operator;

typedef __true_type  has_trivial_destructor;

typedef __true_type  has_POD_type;

};

3】原生指针的偏特化

template <class T>

struct __type_traits<T*>{

typedef __true_type  has_trivial_default_constructor;

typedef __true_type  has_trivial_copy_constructor;

typedef __true_type  has_trivial_assignment_operator;

typedef __true_type  has_trivial_destructor;

typedef __true_type  has_POD_type;

};

例子：数组拷贝

外层函数：

     

内层函数：

     

针对自定义类

自定义类—默认为__false_type，除非明确定义

特化版本，告诉编译器以下事实：

template <>struct__type_traits<shape>{

typedef __true_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  has_POD_type;

};

 

一个类什么时候需要非平凡的构造，析构等函数？

准则：

如果class内含指针成员，并且对它进行内存动态配置，

此时：全部为__false_type—即不能采用最有效的内存操作方式，

类需要实现自己的非平凡函数。

总结

有了_type_traits，面对标量型别，便有足够的信息决定采用最有效的拷贝操作或赋值操作—因为每一个标量型别都有相应的_type_traits特化版本，其中每一个typedef的值都是_true_type.