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/**
這份代碼詳細介紹了使用SFINAE技術實現is_not_buildin_type的原理。
按順序由上往下閱讀即可。
*/
#include <stdio.h>
#include <iostream>
/** ------------------------------------------------------------------------ */
#define DEFINITION(prefix) \
prefix none {}; \
prefix data { int i; }; \
prefix function { void f(int ) {} }; \
prefix both { int i; double f() { return 0.0; } };
namespace structures { DEFINITION(struct) }
namespace s = structures;
namespace classes { DEFINITION(class) }
namespace c = classes;
namespace unions { DEFINITION(union) }
namespace u = unions;
#undef DEFINITION
/**
上面對class、struct、union分別定義了：
none 有數據成員，無成員函數
data 有數據成員，沒成員函數
function 無數據成員，有成員函數
both 有數據成員，有成員函數
*/
/** ------------------------------------------------------------------------ */
void test_pointer_to_data_member() {
// 一旦某個類型不是基本數據類型，就可以定義成員指針（數據成員指針，成員函數指針）。
// 即使它沒有數據成員或者成員函數。
// s::none 并沒有數據成員或者成員函數。
int s::none::* p; //但是可以定義一個指向s的數據成員指針，只要類型不是void
// void s::none::* p2; //error C2182: 'p2' : illegal use of type 'void'
// 同時，在C++中，字面值0可以隱式轉換到任何指針類型。
p = 0; // ok
double s::none::* p3 = 0; // ok
// 但是，如果某類型沒有對應類型的數據成員，就不能用數據成員指針去指向它。
int s::data::* p4 = 0;
p4 = &s::data::i; // ok
double s::data::* p5 = 0;
// p5 = &s::data::i;
// error C2440: '=' : cannot convert from 'int structures::data::* ' to 'double structures::data::* '
(void)p3; (void)p5;
}
// 這個是比較完整的測試
void test_pointer_to_data_member_integrate();
/** ------------------------------------------------------------------------ */
void test_pointer_to_member_function() {
// 同理，一旦某個類型不是基本類型，就可以定義指向該類型的成員函數的指針。
// 并且字面值0可以隱式轉換到該指針。
int (u::none::* p1)(void) = 0;
double (u::none::* p2)(double) = 0;
// 如果該類型確實有匹配的成員函數，可以使用該成員函數給指針賦值。
double (u::both::* p3 )(void) = &u::both::f;
void (u::function::* p4)(int) = &u::function::f;
// 否則不能賦值
// double (u::both::* p5 )(void) = &u::function::f;
//error C2440: 'initializing' : cannot convert from 'void (__thiscall unions::function::* )(int)' to 'double (__thiscall unions::both::* )(void)'
// void (u::function::* p6)(int) = &u::both::f;
//error C2440: 'initializing' : cannot convert from 'double (__thiscall unions::both::* )(void)' to 'void (__thiscall unions::function::* )(int)'
(void)p1; (void)p2; (void)p3; (void)p4;
}
// 這個是比較完整的測試
void test_pointer_to_member_function_integrate();
/** ------------------------------------------------------------------------ */
/**
那么，測試一個類型是否是內建類型的“一個”方法就是
*/
namespace SFINAE {
class true_type { char dummy; true_type(); };
class false_type { char dummy[2]; false_type(); };
// sizeof(true_type)!=sizeof(false_type)
template<class C>
true_type is_not_buildin_type_test(int C::* pointer_to_data_member);
template<typename T>
false_type is_not_buildin_type_test(
);
void test_theory() {
using namespace std;
/* 在當前名字空間下， is_not_buildin_type_test是2個函數模板的名字：
template<class C>
true_type is_not_buildin_type_test(int C::* pointer_to_data_member);
（以下簡稱模板1）
template<typename T>
false_type is_not_buildin_type_test();
（以下簡稱模板2）
它們相互構成重載。
*/
cout<<sizeof( is_not_buildin_type_test<c::none>(0) )<<endl;
// 0 可以隱式轉化成 int c::none::* ，可以匹配模板1 (with C = c::none)
// 這里int是無關緊要的， 只要不是void就行
// 當然使用其他類型的數據成員指針 T C::* (T!=void)
// 或者成員函數指針進行測試 T (C::*)(paramter_list)，也是可以的
// 只是int C::* 寫起來比較方便。
// 因為() 可以匹配任何類型的對象，
// 所以 0 也可以匹配模板2
// 又因為()處于重載選擇優先級中的最底層，所以最終匹配模板1。
// 注意，此處模板2不能使用(int),或者(T*)因為它的優先級高于(int C::*)
cout<<sizeof( is_not_buildin_type_test<double>(0) )<<endl;
// 0 不能隱式轉換成 int double::*，也就不能匹配模板1 ( with C=double )
// 但是還有一個“補救”的函數模板2，可以匹配任何類型的對象。
// 又因為SFINAE(Substitution failure is not an error)機制
// 所以對模板1的失敗的匹配并不報錯。
}
// 還有一些細節
// 比如is_not_buildin_type_test并沒有實現。
// 但是因為它同時也沒有被調用， 而僅僅是用sizeof測試它的返回值，所以不算錯誤。
// 也防止了客戶無意調用這個函數。
// 如何得知哪個is_not_buildin_type_test被重載選中？
// 是通過返回值的大小不同來區分的。
// 所以就需要true_type和false_type這2個東西。
// 其實更合理的命名應該是small_type和big_type。
// 同時，它們聲明有私有的構造函數，并且不實現，防止客戶使用這2個類。
// 還因為is_not_buildin_type_test并沒有真正實現
// 也就沒有真正返回true_type或者false_type
// 所以沒有實現true_type和false_type的構造函數也沒關系。
// 一切都因為sizeof ……
/** -------------------------------------------------------------------- */
/**
將這種方法再包裝一下
（避免客戶去使用sizeof( xxx ) == sizeof( ture_type )等等）
就得到
*/
template<typename T>
class is_not_buildin_type {
is_not_buildin_type();
public:
enum { value =
sizeof(true_type)==sizeof( is_not_buildin_type_test<T>(0) ) };
};
// 或者將true_type,false_type,定義為它的內嵌類型。
// 同時將is_not_buildin_type_test定義為它的靜態成員函數。
template<typename T>
class is_not_buildin_type2 {
is_not_buildin_type2();
// 因為是內嵌的private，客戶不能訪問
// 所以可以隨意一點
typedef char small_t;
struct big_t { small_t dummy[2]; };
template<typename U>
static big_t test(void (U::*)(short, float) );
// 只要是成員指針就ok，無論是數據成員指針還是成員函數指針。
// 也無論類型，簽名如何。
template<typename U>
static small_t test();
// 注意補救函數現在返回small_t
public:
// 但這也是無關緊要的，因為small_t和big_t只是告之哪個重載被選中的方式。
// 只要這里處理好對應就可以了。
enum { value= sizeof(big_t)==sizeof( test<T>(0) ) };
};
void test_wrapper() {
using namespace std;
cout<<is_not_buildin_type<c::data>::value<<endl;
cout<<is_not_buildin_type<u::both>::value<<endl;
cout<<is_not_buildin_type<float>::value<<endl;
cout<<is_not_buildin_type2<c::data>::value<<endl;
cout<<is_not_buildin_type2<u::both>::value<<endl;
cout<<is_not_buildin_type2<float>::value<<endl;
}
// 一個更完整的測試
void test_wrapper_integrate();
}
/** ------------------------------------------------------------------------ */
/**測試一個類型是否是內建類型的另一個方法，需要更少的技巧。*/
namespace partial_specialization {
template<typename T>
struct is_not_buildin_type { enum { value=true }; };
// T不是一個內建類型
// 除非
template<>
struct is_not_buildin_type<int> { enum { value=false}; };
// T是int
template<>
struct is_not_buildin_type<unsigned int> { enum { value=false}; };
// T是unsigned int
// .. more ..
}
int main()
{
using namespace std;
test_pointer_to_data_member();
test_pointer_to_data_member_integrate();
test_pointer_to_member_function();
test_pointer_to_member_function_integrate();
cout<<endl;
SFINAE::test_theory();
cout<<endl;
SFINAE::test_wrapper();
cout<<endl;
SFINAE::test_wrapper_integrate();
}
void test_pointer_to_data_member_integrate() {
// to do
}
void test_pointer_to_member_function_integrate() {
// to do
}
namespace SFINAE {
void test_wrapper_integrate() {
// to do
}
}
這個代碼已經能很完美的解釋了~
今天看了C++ Templates 的15章.. 收獲頗多.. 以前的很多疑惑都比較開朗了~
posted on 2009-03-16 23:32
Charlie 侯杰 閱讀(2686)
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