一段C++的讀書筆記
給定任意2個類型U和T，你如何來確定U是否繼承于T呢？在編譯時發(fā)現(xiàn)兩個類型的這種關(guān)系對于泛型庫的優(yōu)化是極為重要的。在泛型函數(shù)中，如果某個類實現(xiàn)了特定的接口，你可以根據(jù)這種關(guān)系為其利用特定的優(yōu)化算法。另外，如果我們可以在編譯期決定2個類的關(guān)系，我們也可以遠(yuǎn)離dynamic_cast，從而避免運(yùn)行時的效率開銷。
在著手解決這個問題之前，我們先來考慮一個更為一般的問題。假設(shè)我們有2個任意類型U和T，如何確定T能否自動轉(zhuǎn)換成U呢？
答案也許讓你有些驚訝，我們可以利用sizeof來幫忙。你可以把sizeof用在任何復(fù)雜的表達(dá)式上， sizeof可以返回這個表達(dá)式值的大小，而不會在運(yùn)行時評估表達(dá)式的值。這也就意味著，你可以把函數(shù)重載、模版實例化、轉(zhuǎn)換規(guī)則等等所有你可以在C++表達(dá)式中使用的設(shè)施統(tǒng)統(tǒng)塞到sizeof中來。實際上，sizeof隱藏了一個可以演繹表達(dá)式類型的設(shè)施，最終，sizeof會返回表達(dá)式結(jié)果的類型。
這樣我們就可以通過sizeof和重載函數(shù)來解決判斷類型之間的可轉(zhuǎn)換性的問題。思路很簡單：我們提供2個重載函數(shù)，一個函數(shù)的參數(shù)是我們要轉(zhuǎn)換成的類型（我們用U表示），而另一個則用來接收其他所有類型的參數(shù)。然后我們把要檢測的類型（用T表示）傳遞給重載函數(shù)。如果接受類型U為參數(shù)的函數(shù)被調(diào)用了，我們就認(rèn)為T可以轉(zhuǎn)換為U，反之則不可以。如何確定哪個函數(shù)被調(diào)用了呢？我們利用sizeof出馬，我們只要讓重載函數(shù)返回不同的類型，然后檢查一下返回值就可以了。
實踐一下：
首先，定義2個不同的類型：
typedef?
char
?Small;
class
?Big?
{?
char
?dummy[
2
];?}
;
默認(rèn)情況下，
sizeof(Small)
是
1
，而
Big
的大小則無關(guān)緊要，我們只要知道肯定不是
1
就好了。
其次，定義
2
個重載函數(shù)，一個接收要轉(zhuǎn)換成的類型：
Small Test(U);
另一個用來接收“其他的所有類型”，我們要保證在排除所有的轉(zhuǎn)換之后才調(diào)用這個函數(shù)，
OK,
用省略號表示的參數(shù)列表真好滿足需求
Big Test(...);
盡管把一個
C++
對象傳遞給
...
參數(shù)類型的函數(shù)，其結(jié)果未定義，但是實際上我們并沒有調(diào)用這個函數(shù)。我們甚至可以不用實現(xiàn)它。
最后，我們用
sizeof
判斷一下就完成任務(wù)了：
const
?
bool
?convExist?
=
?
sizeof
(Test(T()))?
==
?
sizeof
(Small);
你也許會說，就是它了！
Test
的調(diào)用會創(chuàng)建一個臨時對象
T
，之后可能的結(jié)果只能是
sizeof(Small)
或
sizeof(Big)
。興奮之余，我們還要看到一個問題。如果
T
的構(gòu)造函數(shù)被設(shè)計成
private
，我們就前功盡棄了。當(dāng)然解決的方法也很簡單，定義一個函數(shù)，讓他返回類型為
T
的對象。
T?MakeT();
const
?
bool
?convExist?
=
?
sizeof
(Test(MakeT()))?
==
?
sizeof
(Small);
最后，把剛才的東西封裝到一個類里：
template?
<
class
?T,?
class
?U
>
class
?Conversion?
{
????typedef?
char
?Small;
????
class
?Big?
{?
char
?dummy[
2
];?}
;
????
static
?Small?Test(U);
????
static
?Big?Test();
????
static
?T?MakeT();
public
:
????
enum
?
{?exist?
=
?
sizeof
(Test(MakeT()))?
==
?
sizeof
(Small)?}
;
}
;
另外，我們還可以設(shè)置另外一個常量
Conversion::SameType
，如果
T
和
U
表示同一個類型，那么返回
true
：
template?
<
class
?T,?
class
?U
>
class
?Conversion?
{
????..?
as
?above..
????
enum
?
{?sameType?
=
?
false
}
}
;
之后為同一個類型設(shè)計一個偏特化版本：
template?
<
class
?T
>
class
?Conversion
<
T,?T
>
?
{
????
enum
?
{?exists?
=
?
1
,?sameType?
=
?
1
?}
;
}
;
最后，回到我們的主題，通過
Conversion
的幫助，我們可以來決定兩個類型的繼承性了。
#define
?SUPERSUBCLASS(T,?U)?\
????(Conversion
<
const
?U
*
,?
const
?T
*
)::exists?
&&
?\
????
!
Conversion
<
const
?T
*
,?
const
?
void
*>
::sameType)
當(dāng)
U
繼承于
T
或者
U
和
T
是同一個類型的時候，
SUPERSUBCLASS
返回
true
?？偨Y(jié)一下，只有下面這
3
種情形
const U*
可以隱式轉(zhuǎn)換到
const T*
：
1.?????
T
和
U
是同一個類型
2.?????
T
是
U
的任意一個基類
3.?????
T
是
void
我們通過第
2
個測試屏蔽了最后一種情形。當(dāng)然，如果你認(rèn)為同一種類型也不算是繼承關(guān)系的話，可以進(jìn)一步嚴(yán)格其條件：
#define
?SUPERSUBCLASS_STRICT(T,?U)?\
????(SUPERSUBCLASS(T,?U)?
&&
?\
????
!
Conversion(
const
?T,?
const
?U)::sameType)