【STL3】类型萃取Traits
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2022-03-23 10:45:43
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类型萃取Traits
1.总述
定义:traits中文意思是特性,它通过提取不同类的共性,使得可以统一处理
技术实现:traits运用显式模板特殊化(模板偏特化,全特化)将代码中因为类型不同而发生变化的片段提取出来,用统一的接口来包装,并通过traits模板类公开的接口间接访问相应的类。
STL Iterator必须提供的五种associated types:迭代器萃取器iterator_traits能够兼容迭代器和一般指针,获取其5个关联类型:iterator_category、value_type、difference_type、pointer和pointer. 在实现上,iterator_traits类使用模板的偏特化,对于一般的迭代器类型,直接取迭代器内部定义的关联类型;对于指针和常量指针进行偏特化,指定关联类型的值.
2.STL萃取器
STL迭代器萃取器必须提供的5种关联类型如下:
// 针对一般的迭代器类型,直接取迭代器内定义的关联类型
template<class I>
struct iterator_traits {
typedef typename I::iterator_category iterator_category;
typedef typename I::value_type value_type;
typedef typename I::difference_type difference_type;
typedef typename I::pointer pointer;
typedef typename I::reference reference;
};
// 针对指针类型进行特化,指定关联类型的值
template<class T>
struct iterator_traits<T*> {
typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
typedef T value_type;
typedef ptrdiff_t difference_type;
typedef T* pointer;
typedef T& reference;
};
// 针对指针常量类型进行特化,指定关联类型的值
template<class T>
struct iterator_traits<const T*> {
typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
typedef T value_type; // value_tye被用于创建变量,为灵活起见,取 T 而非 const T 作为 value_type
typedef ptrdiff_t difference_type;
typedef const T* pointer;
typedef const T& reference;
};
算法中使用某个类型萃取器示例:
template<typename I,...>
void algorithm(...) {
typename iterator_traits<I>::value_type v1;
}
3.类型萃取器的模拟实现
#include <iostream>
using namespace std;
//类似迭代器模板类
template<class T>
struct MyIter {
typedef T value_type;
T* ptr;
MyIter(T* p = 0) : ptr(p) { }
T& operator*() const { return *ptr; }
};
//萃取用的结构体iter_traits
template<class I>
struct iter_traits {
typedef typename I::value_type value_type;
};
//对于指针的范围偏特化
template<class I>
struct iter_traits<I*> {
typedef I value_type;//注意,这里的I是I而不是I*,即这里和特化版本对应
};
//利用偏特化的萃取, MyType 萃取出了int
template<class I>
void func_trait(I ite)
{
typedef iter_traits<I::value_type>::value_type MyType;
MyType a = **ite;
cout << a;
}
//普通版本的萃取,MyType萃取出了int*
template<class I>
void func(I ite)
{
typedef iter_traits<I>::value_type MyType;
//MyType a = reinterpret_cast<MyType>(**ite);
MyType a = *ite;
cout << *ite << endl;
cout << **ite << endl;
}
int main()
{
int* a = new int(2);
MyIter<int*> ite(&a);
func(ite);
/*
调用过程如下:
void func(MyIter<int*> ite){
typedef iter_traits<I>::value_type == int* == MyType
}
*/
func_trait(ite);
/*
调用过程如下:
func_trait(MyIter<int*> ite){
typedef iter_traits<int*>::value_type == typedef iter_traits<int*>::int == int == MyType
MyType a = **ite;
}
*/
return 0;
}
这里MyIter是个迭代器类模板,模板参数类型为T,main函数中这个T为int*, 那我们定义一个参数为int*的迭代器对象,对这个迭代器取内容就应该是int*,实际上是个指针, 这里定义了一个萃取用的结构体iter_traits,普通版的是做为萃取出int*这个类型,便于作为函数返回值或者是定义变量,偏特化版的用做萃取出int类型.
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