Note of Justin

[原創(chuàng)文章歡迎轉(zhuǎn)載，但請保留作者信息]

Justin 于 2009-12-16

這一部分其實(shí)是書中的第三章，坦白說看之前我知道什么是iterator，但是traits卻是從沒聽過。抓緊學(xué)習(xí)啊，很重要。
所以雖然第三章標(biāo)題包含了迭代器和traits，這篇筆記只側(cè)重于traits的記錄。

在簡要說明迭代器(iterator)是一種智能指針(smart pointer)之后，侯捷開始介紹traits技法。(我想可以翻譯為特征引導(dǎo)，當(dāng)然他老人家也說過了，簡單的術(shù)語寧可不翻譯)

• 迭代器的相應(yīng)類別(iterator associated types)：我的理解是，在模板列表中添加一個模板變量，用來表明列表中某個迭代器的類別。
  就像簡歷里姓名之后又要帶個性別來說明此人的男/女一樣。下有代碼一段，高亮處為iterator associated types的應(yīng)用：
  template? < class ?I,? class ?T > ??????????? // -------------
  void ?_func(I?anIterator,?T?aType)????? // ?Level?1:?this?is?where
  {????????????????????????????????????????? // ?we?see?the?type?of?the?iterator
  ???aType?TempVariable;???????????????? // ?and?do?something
  ??? // ?do?whatever?you?like?here
  }
  
  template? < class ?I > ???????????????????? // -------------
  inline?func(I?anIterator)????????????? ? // ?Level?2:?this?is?where
  {?????????????????????????????????????? // ?we?extract?the?type,?which
  ???_func(anIterator,? * anIterator);??? // ?frees?the?user?from?doing?this
  }
  
  int ?main( void )
  {
  ??? int ?i? = ? 7 ;
  ???func( & i);?????????????????????????? // --------------
  ??? // ?any?other?code????????? // ?Level?3:?this?is?how
  } ?????????????????????????????????????? // ?user?invokes?our?function
  

• 模板偏特化(template partial specialization)，不太喜歡侯捷翻譯的這個術(shù)語，每次看到都有頭疼的感覺。
  但是卻也找不出個合適的詞來代替，只能暫時理解為“通過限定模板函數(shù)的一部分參數(shù)類型來實(shí)現(xiàn)某種意義上的函數(shù)重載”，盡管這種“重載”的劃分依據(jù)是函數(shù)所屬的對象是通過不同的模板創(chuàng)建的。
  OK，為了方便腸道消化，上例子(出處)：

  #include? < iostream >
  using ? namespace ?std;
  ?
  template < class ?T,? class ?U,? int ?I > ? struct ?X
  {
  ??? void ?f()? {?cout? << ? " Primary?template " ? << ?endl;?}
  } ;
  ?
  template < class ?T,? int ?I > ? struct ?X < T,?T * ,?I >
  {?
  ??? void ?f()? {?cout? << ? " Partial?specialization?1 " ? << ?endl;}
  } ;
  ?
  template < class ?T,? class ?U,? int ?I > ? struct ?X < T * ,?U,?I >
  {
  ??? void ?f()? {?cout? << ? " Partial?specialization?2 " ? << ?endl;}
  } ;
  ?
  template < class ?T > ? struct ?X < int ,?T * ,? 10 >
  {
  ??? void ?f()? {?cout? << ? " Partial?specialization?3 " ? << ?endl;}
  } ;
  ?
  template < class ?T,? class ?U,? int ?I > ? struct ?X < T,?U * ,?I >
  {
  ??? void ?f()? {?cout? << ? " Partial?specialization?4 " ? << ?endl;}
  } ;
  ?
  int ?main()? {
  ???X < int ,? int ,? 10 > ?a;
  ???X < int ,? int * ,? 5 > ?b;
  ???X < int * ,? float ,? 10 > ?c;
  ???X < int ,? char * ,? 10 > ?d;
  ???X < float ,? int * ,? 10 > ?e;
  ???a.f();?b.f();?c.f();?d.f();?e.f();
  }
  

  執(zhí)行結(jié)果是：
  ?? Primary template
  ?? Partial specialization 1
  ?? Partial specialization 2
  ?? Partial specialization 3
  ?? Partial specialization 4
  套用前面說的簡歷的例子：template partial specialization很貼心的提供了針對不同性別的不同的簡歷。填好名字之后，
  ?? 如果是男的，你就需要選擇你是否考慮加入本地的足球隊(duì)；
  ?? 如果是女的，可能會問你生理周期是多長；
  ?? 如果是春哥，也許就會要求提供原地滿血復(fù)活的咒語@#￥%
  

  • 給自己的話：利用模板的參數(shù)推導(dǎo)機(jī)制，我們可以在模板空間實(shí)現(xiàn)函數(shù)的重載。
    但是需要知道的是每次模板的推導(dǎo)都伴隨著一個臨時對象的產(chǎn)生和銷毀，這無形中就增加了代碼的執(zhí)行代價(jià)(overhead)。至于代價(jià)有多大，沒有驗(yàn)證過……

• 現(xiàn)在到了traits——類型提取。以下列出的是常用的(好吧我承認(rèn)，是書中列出來的)迭代器相關(guān)的類型。由此我們可以得知有關(guān)迭代器的更多的信息。?????
  ?? iterator_category??? -? 用以提取迭代器的類別：InputIterator, OutputIterator, ForwardIterator, BidirectionalIterator, RandomAccessIterator
  ?? value_type????????? ?? -? 迭代器所指對象的類別?????
  ?? difference_type??? ?? -? 兩個迭代器之間的距離，如果這兩個迭代器分別指向容器的頭和尾，就是該容器的大小?????
  ?? pointer????????????????? ?-? 返回指向?qū)ο蟮闹羔?????
  ?? reference?????????????? -? 返回與對象相關(guān)聯(lián)的引用
  要注意的有兩點(diǎn)：
  一是我在這里用的一些詞或術(shù)語并不忠實(shí)于原作，僅僅為了我自己理解方便(且避免頭疼……)；
  二是這些迭代器相關(guān)的類型是STL已經(jīng)定義好了的。直接拿來用就可以了(通過繼承iterator類就可以得到)。

• SGI中有對STL的有益補(bǔ)充：__type_traits。
  引用侯捷語“iterator_traits負(fù)責(zé)萃取迭代器的特性，__type_traits則負(fù)責(zé)萃取型別(type)的特性”也就是說除了以上列出的關(guān)于迭代器的traits，SGI的STL還提供了對一般類型對象的traits，羅列如下：?????
  has_trivial_default_constructor?????
  has_trivial_copy_constructor?????
  has_trivial_assignment_operator?????
  has_trivial_destructor?????
  is_POD_type
  以上五種traits，依具體對象的不同而定義(通過typedef)為__false_type或__true_type中的一個。
  前面四種都好理解，如果一個類里有指針成員并且需要對它們進(jìn)行動態(tài)內(nèi)存分配/釋放等操作，那么這四個traits都應(yīng)該是__false_type的：這表明對于該類的對象，constructor/copy constructor/assignment operator/destructor是non_trivial的。
  或者再直接點(diǎn)說，在這種情況下這些函數(shù)需要一些額外的操作(對于復(fù)制函數(shù)而言，這意味著要額外申請空間，然后再拷貝這些指針成員所指向的對象)
  第五種trait中的POD沒看懂，也沒在侯捷的說明里找到更多解釋，只好再參考了這篇資料，順帶自我掃盲一下：(或許有疏漏謬誤@#￥%)
  • POD就是Plain Old Data，指的是C與C++共同支持的數(shù)據(jù)類型(可以理解為交集)
  • 要一一記憶POD的類別太麻煩，腦子不夠用。有個可供區(qū)分的特性，見下表：

    表達(dá)式	POD 類對象T	非POD 類對象 T
    ?new T	無初始化	按默認(rèn)方式初始化
    ?new T()	總是按默認(rèn)方式初始化
    ?new T(x)	總是通過構(gòu)造函數(shù)初始化

    
    這樣一來就看到一個區(qū)別：非POD對象總是會被初始化的，而POD對象并不能保證這一點(diǎn)。
  • 另外POD對象在layout、initialization、copying、addressing上也有自己的特點(diǎn)，此文不是要討論P(yáng)OD，如果真的忘記了，就去看 這篇資料 吧。