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隨筆-91  評論-137  文章-0  trackbacks-0
traits技術被廣泛應用于STL中,通過它您可以輕松的萃取出一個對象的特性。在STL中也是通過它來實現性能的最優化,比如一個對象是個POD對象(Plain Old Data),則在拷貝過程中直接可以通過memcpy等函數拷貝,而無需調用拷貝構造函數或operator=。

先來看看STL中最基本的對象iterator
        template <typename T, typename Size = size_t, typename Difference = ptrdiff_t>
        struct iterator
        {
            typedef T                               value_type;
            typedef Difference                      difference_type;
            typedef T*                              pointer;
            typedef T&                              reference;
            typedef const T*                        const_pointer;
            typedef const T&                        const_reference;
            typedef iterator<T, Size, Difference>   self;
        };

        template <typename T, typename Size = size_t, typename Difference = ptrdiff_t>
        struct const_iterator : public iterator<T>
        {
        };
由以上代碼可知,對于每一個iterator必須定義其value_type,size_type,difference_type,pointer,reference,const_pointer,const_reference和self類型。 
一、value_type
value_type指示了該迭代器所保存的值類型
二、difference_type
difference_type用來指示兩個迭代器之間的距離類型
三、pointer,reference,const_pointer,const_reference
分別是所指之物的指針,引用,指針常量和引用常量的類型
四、self
self為該迭代器自身的類型

下面來看一下iterator_traits,iterator_traits主要用來萃取迭代器iterator的值類型等
        template <typename Iterator>
        struct iterator_traits
        {
            typedef typename Iterator::value_type      value_type;
            typedef typename Iterator::difference_type difference_type;
            typedef typename Iterator::pointer         pointer;
            typedef typename Iterator::reference       reference;
            typedef typename Iterator::const_pointer   const_pointer;
            typedef typename Iterator::const_reference const_reference;
            typedef typename Iterator::self            self_type;
        };

這里有一點可以提前預告一下,vector作為一個容器,其內部是使用指針作為迭代器的,那么我們如何萃取出它的值類型等呢?
答案很簡單,特例化,那么我們就來為iterator_traits分別做兩種T*和const T*的特例化
        template <typename T>
        struct iterator_traits<T*>
        {
            typedef T         value_type;
            typedef ptrdiff_t difference_type;
            typedef T*        pointer;
            typedef T&        reference;
            typedef const T*  const_pointer;
            typedef const T&  const_reference;
            typedef T*        self_type;
        };

        template <typename T>
        struct iterator_traits<const T*>
        {
            typedef T         value_type;
            typedef ptrdiff_t difference_type;
            typedef T*        pointer;
            typedef T&        reference;
            typedef const T*  const_pointer;
            typedef const T&  const_reference;
            typedef const T*  self_type;
        };
至此,我們可以用iterator_traits萃取出每種iterator的值類型等內容了。

之前已經說到了,通過traits可以萃取出一些對象的特性,從而提高代碼的效率。事實確實如此,通過traits可萃取出一個對象是否是一個POD對象,對于一個POD對象,我們在拷貝時,不應該使用其拷貝構造函數或是operator=,而用memcpy則效率更高。
下面我們來看一下__type_traits
        struct __true_type
        {
        };

        struct __false_type
        {
        };

        template <typename I>
        struct __type_traits
        {
            typedef __false_type has_default_construct;
            typedef __false_type has_copy_construct;
            typedef __false_type has_assign_operator;
            typedef __false_type has_destruct;
            typedef __false_type is_POD;
        };
不得不提的是其中分別用__true_type和__false_type來表示是否存在這個特性。

那么我們如何萃取出基礎類型諸如int,char等的特性呢?
答案依然是特例化,這里代碼不再貼出,文末會給出完整代碼的詳細地址。

最后我們使用一個hash_destruct的函數來獲取出這個類型是否有析構函數。
        template <typename T>
        inline auto has_destruct(const T&)->decltype(static_cast<__type_traits<T>::has_destruct*>(0))
        {
            return static_cast<typename __type_traits<T>::has_destruct*>(0);
        }

        template <typename T>
        inline auto has_destruct(T*)->decltype(static_cast<__type_traits<T>::has_destruct*>(0))
        {
            static_assert(false, "Please use const T& not T*");
            return static_cast<typename __type_traits<T>::has_destruct*>(0);
        }

        template <typename T>
        inline auto has_destruct(const T*)->decltype(static_cast<__type_traits<T>::has_destruct*>(0))
        {
            static_assert(false, "Please use const T& not const T*");
            return static_cast<typename __type_traits<T>::has_destruct*>(0);
        }
不得不提的是C++0x的確很強大,可以通過形參來確定返回值的類型,這樣我們就可以萃取出這個類型的has_destruct域是__true_type或是__false_type了。

最后來看看construct和destruct的代碼,在STL中對象的內存分配和構造是被分開的,對于基礎對象int,char等,在析構時我們無需調用其析構函數。
下面來看construct和destruct的實現
        template <typename T1, typename T2>
        inline void construct(T1* p, const T2& value)
        {
            new (p) T1(value);
        }

        template <typename T>
        inline void destruct(T* p, __true_type*)
        {
            p->~T();
        }

        template <typename T>
        inline void destruct(T*, __false_type*)
        {
        }

        template <typename ForwardIterator>
        inline void destruct(ForwardIterator first, ForwardIterator last)
        {
            while(first != last)
            {
                destruct(first, has_destruct(*first));
                ++first;
            }
        }
至此,關于traits技術和construct及destruct的講解已完成,完整的代碼請到http://qlanguage.codeplex.com/下載
posted on 2012-06-02 22:39 lwch 閱讀(2632) 評論(3)  編輯 收藏 引用 所屬分類: STL

評論:
# re: 山寨STL實現之traits,construct&destruct 2012-06-03 19:13 | 春秋十二月
樓主是個有心人  回復  更多評論
  
# re: 山寨STL實現之traits,construct&destruct 2012-06-03 21:52 | lwch
@春秋十二月
為什么這么說?  回復  更多評論
  
# re: 山寨STL實現之traits,construct&destruct[未登錄] 2012-06-04 09:41 | 春秋十二月
輪子發明者呀,我挺支持并欣賞的  回復  更多評論
  
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