STL学习笔记之traits技术

Traits技术详解

 

问题1：如何根据指针或者迭代器，获得指针或者迭代器所指对象的类型？？

 

例如：

template<typename Iterator>  

void func(Iterator iter)  

{  

    //函数体  

}  

如果此时，要想在函数体中声明一个变量，变量的类型为迭代器所指对象的类型。

 

解决方法：

利用模版函数的参数类型推导机制。即根据传入的参数类型来确定模版类型的类型。如上，根据传入func()函数的类型，来确定Iterator所代表的类型。

 

template<typename Iterator, typename T>  

void func_impl(Iterator iter, T t)  

{  

    T temp; //这里就解决了问题  

    //这里做原本func()的工作  

}  

  

template<typename Iterator>  

void func(Iterator iter)  

{  

    func_impl(iter, *iter); //func的工作全部都移到func_impl里面了  

} 

 

函数func作为对外接口，实际的操作却由函数func_impl执行，通过函数func_impl的参数类型推导，获取到Iterator指向对象的类型T，从而解决了问题。

 

 

问题2：以迭代器所指对象的类型，声明返回类型

即如果需要返回类型是迭代器所指对象的类型？？

 

解决方法：内嵌声明类型，即在迭代器内部添加一种“特性”(traits).

 

template<typename T>

class Iterator

{

public:

    typedef  T value_type; //内嵌类型声明（特性）

    Iterator(T *p = 0) : m_ptr(p) {}

    T& operator*() const { return *m_ptr;}

    //...

 

private:

    T *m_ptr;

};

 

template<class Q, class P>

typename Q::value_type  //以迭代器所指对象的类型作为返回类型，长度有点吓人！ ！！

func(P iter)

{

   return *iter;

}

 

int main(int argc, const char *argv[])

{

    Iterator<int> iter(new int(10));

    cout<<func(iter)<<endl;  //输出：10

}

 

函数func()的返回类型前面必须加上关键词typename， 因为T是一个template参数，编译器在编译实例化func之前，对T一无所知，就是说，编译器并不知道Iterator<T>::value_type是一个类型，或者是一个静态成员函数，还是一个静态数据成员，关键词typename的作用在于告诉编译器这是一个类型，这样才能顺利通过编译。

但是这种解决方法，并不能完全解决问题，对于原生指针，也是一种迭代器，但是无法内嵌类型。对于这种问题的解决方法，是针对原生指针做特殊化处理，即利用模版偏特化(在声明特化版本之前一定要有非特化版本的声明)。

 

问题3：原生指针 + 迭代器萃取机

原生指针：即普通类型的指针，如int *,char *,等系统内嵌类型的指针。

利用原生指针+迭代器萃取机获得原生指针所指对象的类型。

 

template<class T>

class It{};

 

template<typename T>

class It<T*>

{

};

 

这个特化版仅适用于T为原生指针的情况，“T为原生指针”就是“T为任何类型”的一个更进一步的条件限制。

 

在STL中使用iterator_traits这个结构来专门“萃取”迭代器的特性。

Template<typename Iterator>

Struct iterator_traits

{

typedef typename Iterator::value_type value_type;

}

 

利用iterator_traits来萃取迭代器所指对象类型。

Template<typename It>

Typename iterator_traits<It>::value_type

Fun(It t)

{

Return *t;

}

 

因此，根据上述。就可以写出针对迭代器是原生指针的iterator_traits的偏特化版本。

 template<class T>//声明

 struct iterator_trait{};

 

 template<class T>

 struct iterator_trait<T*>//针对原生指针的偏特化处理

 {//传入T类型的指针，根据模版参数推导获得T的确切类型

 typedef T value_type;

 };

以及利用偏特化处理的iterator_trait，所以可以改写针对原生指针的偏特化处理：

 template<class T>//T为传入的原生指针

 typename iterator_trait<T>::value_type

 fun(T t)

 {

 return *t;

 }

 

 

但是，如果T为const修饰的原生指针时，就会出现，当我们想用iterator_trait萃取出value_type并声明一个临时变量时，却发现声明的变量是const类型，并不能赋值（指针所指对象为const型，指针本身可变）。

为解决这个问题，我们需要一种方法区别const和非const型原生指针的偏特化版本。为此，只需要再设计一个iterator_trait偏特化版本即可。

 template<class T>//声明

 struct iterator_trait{};

 

 template<class T>//针对const型原生指针的偏特化处理

 struct iterator_trait<const T *>

 {

 typedef T value_type;

 };

 

 

问题4：iterator_trait中定义的类型

 

STL中定义了迭代器常用的五种类型：value_type、difference_type、pointer、reference、iterator_category。

 

STL中iterator_traits的完整定义如下：

tempalte<typename I>

struct iterator_traits

{

    typedef typename I::iterator_category iterator_category;

    typedef typename I::value_type value_type;

    typedef typeanme I:difference_type difference_type;

    typedef typename I::pointer pointer;

    typedef typename I::reference reference;

};

 

其中：

1）value_type 迭代器所指对象的类型。

2）difference_type 两个迭代器之间的距离。以C++中ptrdiff_t为原型。

3）reference_type 迭代器所指对象的类型的引用。

4）pointer 迭代器所指的对象的相应指针。

5）iterator_category 表示迭代器的移动特性和可以对迭代器执行的操作。从iterator_category上，可将迭代器分为Input Iterator、Output Iterator、Forward Iterator、Bidirectional Iterator、Random Access Iterator.

 

为了保证iterator_traits可以正常工作，STL提供了一个iterator类，所有自定义的迭代器都必须继承自它，才能保证这些自定义的迭代器可以顺利的与其他STL组件进行写作。

 

类iterator不包含任何成员变量，只有类型的定义，因此不会增加额外的负担

 

 

 

 

 

参考：http://blog.csdn.net/shudou/article/details/10270971