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相信 xxx_cast 系列都很熟了。

static_cast, dynamic_cast, const_cast, reinterpret_cast.

但是當面對boost::shared_ptr的時候呢?

reinterpret_cast 可以轉換任何類型,這個在討論范圍之外。

對于下面的這個定義:

 1 class A
 2 {
 3 public:
 4     virtual ~A() {}
 5 };
 6 
 7 class B
 8     : public A
 9 {
10 public:
11     ~B() {}
12 };

如果用boost::shared_ptr包裝的話:

1 typedef boost::shared_ptr<A> APtr;
2 typedef boost::shared_ptr<B> BPtr;

想想通常對指針的使用:
1 *pA = new B();
2 *pB = dynamic_cast<B*>(pA);
3 // unsafe
4 *upB = static_cast<B*>(pA);
5 
6 pA->;
7 pB->;
8 // may crash
9 upB->;

如果使用boost::shared_ptr呢。
1 APtr pA = APtr(new B());    // OK
2 BPtr pB = pA;               // compile error

從根本上講,APtr 和 BPtr除了里面包裝的原生指針有點關系以外,他們就是完全不同的兩個類型,當然A和B也是完全不同的類型呀,可是想想看其實B是知道A的存在的。可是BPtr完全不知道APtr的存在。那這兒cast怎么進行呢?別說向下轉型了,向上轉型都成問題。

看看這段代碼:

1 template <class T>
2 class shared_ptr
3 {
4     template <class F>
5     shared_ptr(const shared_ptr<F>& p)
6         : _p(p._p)
7         , _np(p._np)
8     {}
9  private:
10    T* _p;
11    reference_counter _np;
12 };

這個構造函數可以搞定自動向上轉型,因為編譯器可以自動檢查 _p(p._p) 的合法性。那向下轉型怎么辦呢?看了上面這段代碼,相信很容易解決想想啊轉型的問題了。 只要把  _p(p._p)  改成 _p(dynamic_cast<T*>(p._p) 就可以了,當然要檢查指針的合法性,我就不多寫了。
當然boost::shared_ptr的作者已經想到這個問題,他給提供了解決方案:


 1 template<class T, class U> 
 2 shared_ptr<T> static_pointer_cast(shared_ptr<U> const & r)
 3 {
 4     return shared_ptr<T>(r, boost::detail::static_cast_tag());
 5 }
 6 
 7 template<class T, class U> 
 8 shared_ptr<T> dynamic_pointer_cast(shared_ptr<U> const & r)
 9 {
10     return shared_ptr<T>(r, boost::detail::dynamic_cast_tag());
11 }

需要用static_cast 轉換普通指針的地方,用shared_static_cast 轉換shared_ptr,
需要用dynamic_cast 轉換普通指針的地方,用shared_dynamic_cast 轉換shared_ptr.

前面說過,沒有const的shared_ptr,但是有


1 const A* pA = new B();
2 shared_ptr<const A> cpA(pA);         //const
3 APtr spA = const_pointer_cast<A>(cpA);

總結一下:
const_cast               const_pointer_cast
static_cast              static_pointer_cast
dynamic_cast             dynamic_pointer_cast

最后一個小問題:以前,boost中的shared_ptr的cast函數的名字是:shared_xxxx_cast,
后來,為了IDE自動提供幫助,改成了xxxx_pointer_cast。由此可見,設計庫還是要用戶至上。

posted @ 2009-04-30 21:43 尹東斐 閱讀(5240) | 評論 (2)編輯 收藏
相信能看到這里的人,應該都用過std::endl吧,沒見過?

1#include <iostream>
2
3using namespace std;
4
5int main()
6{
7    cout<<"Hello World!"<<endl;
8}

9

就是hello world后面那個。到底這個endl是個什么東西呢? 答案是:函數指針。
這是它的聲明:

1template<class _Elem,
2    class _Traits> inline
3    basic_ostream<_Elem, _Traits>&
4    endl(basic_ostream<_Elem, _Traits>& _Ostr)

當然endl只輸入輸出流,輸入流沒有endl。所以輸出流需要一個類似

basic_ostream& operator<<(basic_ostream&(*)(basic_ostream &))

函數來接受這個endl。

如果想寫個類,比如一個log類,希望可以像標準流一樣的輸出,需要做什么呢?

1class Log
2{
3public:
4    teamplate <typename T>
5    Log& operator<<(const T& t)
6    {
7        // write t to log file.
8    }

9}
;

有了這個定義后,Log類就可以像標準輸出流一樣用了,比如:

1Log log;
2log<<123<<"ABC"<<132.32<<endl;

什么,編譯出錯,而且不止一個。上面說過,是endl引起的問題。
std::endl的定義本身就是個模板函數,用一個模板函數(編譯時連參數都確定不下來)去推導模板參數,是極不現實的。
因為:endl有兩個模板參數,_Elem 和 _Traits,其實_Traints 本身就是個以_Elem為參數的類模板,標準庫里面有兩個endl版本,
一個是 _Elem = char, 另一個是 _Elem = wchar.
所以編譯器不能推導出Log類的operator<<的模板參數T,于是就錯誤了。

解決方案,之前也說過,需要一個接受函數指針的operator<<的重載版本。

1Log& operator<<(basic_ostream<char, char_traits<char>>& (*_Pfn)(basic_ostream<char, char_traits<char>>&))
2    {
3            // write endl to log using _Pfn
4    }

有這個定義,就可以順利使用 <<std::endl 了。
當然可以為wchar定義一個operator<<來使用寬字符,這都是函數重載惹的禍呀。因為char和wchar算是endl函數兩個重載版本。

問題解決了,說一下,同樣的函數還有:

ends,輸入一個字符串結束符。
flush,刷新流。
當然這倆個不常用。
posted @ 2009-04-18 19:42 尹東斐 閱讀(4411) | 評論 (4)編輯 收藏
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posted @ 2009-02-24 22:07 尹東斐 閱讀(1740) | 評論 (4)編輯 收藏
先看看boost的實現吧。

 1 template<typename _T>
 2 struct wapper
 3 {};
 4 template <typename _T>
 5 _T&(* fun1(wapper<_T> t))();
 6 true_type fun1();
 7 
 8 class true_type{};
 9 class false_type
10 {
11     char c[8];
12 };
13 
14 template<typename _T>
15 true_type fun2(_T&(*)());
16 false_type fun2();
17 
18 template<typename _T>
19 struct is_reference
20 {
21     static const bool value = sizeof(fun2(fun1(wapper<_T>()))) == sizeof(false_type);
22 };


就是上面這個樣子,我做了一下簡化,更容易理解。

下面是我的實現版本,最后再解釋。

 1 template<typename _T>
 2 class is_reference
 3 {
 4     template<typename _T>
 5     struct wapper
 6     {};
 7 
 8     class true_type{};
 9     class false_type
10     {
11         char c[8];
12     };
13 
14     template <typename _T>
15     static _T& fun1(wapper<_T>);
16     static true_type fun1();
17 
18     template<typename _T>
19     static true_type fun2(_T);
20     static false_type fun2(true_type);
21 public:
22     static const bool value = sizeof(fun2(fun1(wapper<_T>()))) == sizeof(false_type);
23 };

用法如下:

1 bool res1 = is_reference<char>::value;   //res1 == false
2 bool res2 = is_reference<char&>::value;  //res2 == true

函數參數會自動去掉引用比如:
template<_T> void fun(_T a);
無論任何時候,_T總是非引用類型。

但是不讓函數通過函數參數直接推導模板參數的類型,就給函數參數加一個間接層wapper,
類模板不會自動去掉引用,所以配合函數模板可以保證得到原來的類型。
 
template<_T> void fun(wapper<_T> a);
這時候,_T 就可能是引用類型了。因為c++不支持引用的引用,當模板函數中要用到引用的引用的時候,模板函數就會推導失敗。
即,只要在函數fun的參數或者返回值里面含有_T&的話,fun就會推導失敗。從而編譯器會選擇 true_type fun(...);
由于參數已經被用于推導模板參數,所以只能在返回類型中含有_T&,從而利用函數重載而區分引用和非引用。
如果直接返回_T&類型,后面必須要定義只接受true_type類型參數的函數進行區分,因為_T&肯定是引用類型,所以后面接受
false_type fun2(true_type)的函數會被選擇。

但是遇到is_reference<true_type>::value怎么辦,我把他們都放到私有域了,永遠不會看到的,搞定。
boost::trait中返回函數指針的解法也OK。因為char永遠不可能成功匹配函數指針。

此方法的關鍵在于編譯器選擇重載函數的先后順序。
而boost::trait中的方法是char永遠不能轉化成一個函數指針,從而選擇不同重載版本。

解釋完畢。
posted @ 2009-02-20 21:44 尹東斐 閱讀(2143) | 評論 (5)編輯 收藏

關于boost::any,今天心血來潮,順手實現了一個。不想加有關type_info的東西,所以自我創造了一個用dynamic_cast的版本,僅供學習。
要用當然要boost::any的嘛。

關于模板,首先說兩條:

1. 類模板
   (缺點)類模板不能自動推導模板參數(意思是當要用到某個模板類,比如A,那么你使用的時候一定要有模板參數,比如A<int>,編譯器不能自動推導),只能通過特化模板而是編譯器選擇合適的特化版本,
   (優點)類模板可以通過類模板把推導后的模板參數輸出,通常使用 typedef _Type value; 。

2. 函數模板
   (優點)函數模板可以自動推導模板參數(意思是你頂一個模板函數,比如f,那么使用的時候不一定要有模板參數,比如f(123),編譯器會自動推導123為int),當然這里可以靠函數重載和編譯器匹配順序,來決定很多事情。
   (缺點)函數模板不能輸出推導后的類型。
 1 struct any
 2 {
 3     struct content
 4     {};
 5 
 6     template<typename _U>
 7     struct impl : public content
 8     {
 9         _U _u;
10 
11         impl(const _U& u)
12             : _u(u)
13         {}
14 
15         typedef _U type;    
16     };
17 
18     template<typename _U>
19     any(const _U& c)
20         : _t(new impl<_U>(c))
21     {}
22 
23     content* _t;
24 };

那么要實現any,any本身不是類模板,所以要接受任何參數,那么其構造函數必須是函數模板,但是函數模板不能導出推導后的類型,那么需要靠類模板來保存類型信息。


1 struct any
2 {
3     template<typename _U>
4     any(const _U& c)
5     {}
6 };

可以看出,上面的any定義可以接受任何類型的參數,比如 any t1(1); any t2(1.0); 注意1和1.0不一樣。 但是輸入的東西沒有保存起來,起不到一個任意類型變量的作用(就是個空殼)。所以繼續修改,

 1 struct any
 2 {
 3 
 4     template<typename _U>
 5     struct impl
 6     {
 7         _U _u;
 8 
 9         impl(const _U& u)
10             : _u(u)
11         {}
12 
13         typedef _U type;    
14     };
15 
16     template<typename _U>
17     any(const _U& c)
18         : _t(new impl<_U>(c))
19     {}
20 
21     impl<???>* _t;
22 };

前面說過,類模板可以保存類型信息,所以加入了一個 impl 的類模板,通過any的構造函數推導出的類型,將參數的類型保存在impl里面。看到最后一樣的問號了吧,哪里要寫什么呢?
any其實不知道他自己里面是什么東西呀,所以為了讓any知道,定義一個類A,然后讓impl繼承它,那么這個A就是所有impl<>的父類了,不管impl里面是什么,都是一個A。當然起名A不好聽,換個吧。

 1 #include <typeinfo>
 2 
 3 using namespace std;
 4 
 5 struct any
 6 {
 7     struct content
 8     {
 9         virtual ~content() {};
10     };
11 
12     template<typename _U>
13     struct impl : public content
14     {
15         _U _u;
16 
17         impl(const _U& u)
18             : _u(u)
19         {}
20 
21         typedef _U type;    
22     };
23 
24     template<typename _U>
25     any(const _U& c)
26         : _pc(new impl<_U>(c))
27     {}
28 
29     ~any()
30     {
31         delete _pc;
32     }
33 
34     template<typename _T>
35     _T& get()
36     {
37         impl<_T>* p = dynamic_cast<impl<_T>*>(_pc);
38         if(0 == p)
39             throw bad_cast();
40         return p->_u;
41     }
42 
43 private:
44     content* _pc;
45 };
46 
47 void main()
48 {
49     any a(10);
50     any b(1.0);
51     int x = a.get<int>();
52     double y = b.get<double>();
53 }


現在可以看到, content代替了那個不知道些什么類型的???,這個技術名字叫類型消除技術,在boost里面用的很多,也算是一個經典的技術了。

posted @ 2009-02-20 14:27 尹東斐 閱讀(2272) | 評論 (8)編輯 收藏
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