C++Traits应用技巧分享

C++中有一种比较难以理解的知识，叫做C++ Traits技术。我们在这篇文章中将会针对这一技术做一个详细的介绍。希望大家可以收藏这篇文章，作为学习参考对象，方便我们对这一技术的理解。

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C++ Traits技术可以用来获得一个 类型的相关信息的。 首先假如有以下一个泛型的迭代器类，其中类型参数 T 为迭代器所指向的类型：

 
 
 
    
  
  
  
  1. template < typename T> 
    2. 
  
  
  
  2. class myIterator  
    3. 
  
  
  
  3. {  
    4. 
  
  
  
  4. ...  
    5. 
  
  
  
  5. }; 
    6.

当我们使用myIterator时，怎样才能获知它所指向的元素的类型呢？我们可以为这个类加入一个内嵌类型，像这样：

 
 
 
    
  
  
  
  1. template < typename T> 
    2. 
  
  
  
  2. class myIterator  
    3. 
  
  
  
  3. {  
    4. 
  
  
  
  4. typedef T value_type;   
    5. 
  
  
  
  5. ...  
    6. 
  
  
  
  6. }; 
    7.

这样当我们使用myIterator类型时，可以通过 myIterator::value_type来获得相应的myIterator所指向的类型。

现在我们来设计一个算法，使用这个信息。

 
 
 
    
  
  
  
  1. template < typename T> 
    2. 
  
  
  
  2. typename myIterator< T>::value_type Foo(myIterator< T> i)  
    3. 
  
  
  
  3. {  
    4. 
  
  
  
  4. ...  
    5. 
  
  
  
  5. } 
    6.

这里我们定义了一个函数Foo，它的返回为为 参数i 所指向的类型，也就是T，那么我们为什么还要兴师动众的使用那个value_type呢？ 那是因为，当我们希望修改Foo函数，使它能够适应所有类型的迭代器时，我们可以这样写：

 
 
 
    
  
  
  
  1. template < typename I> //这里的I可以是任意类型的迭代器  
    2. 
  
  
  
  2. typename I::value_type Foo(I i)  
    3. 
  
  
  
  3. {  
    4. 
  
  
  
  4. ...  
    5. 
  
  
  
  5. } 
    6.

现在，任意定义了 value_type内嵌类型的迭代器都可以做为Foo的参数了，并且Foo的返回值的类型将与相应迭代器所指的元素的类型一致。至此一切问题似乎都已解决，我们并没有使用任何特殊的技术。然而当考虑到以下情况时，新的问题便显现出来了：

原生指针也完全可以做为迭代器来使用，然而我们显然没有办法为原生指针添加一个value_type的内嵌类型，如此一来我们的Foo()函数就不能适用原生指针了，这不能不说是一大缺憾。那么有什么办法可以解决这个问题呢？ 此时便是我们的主角：类型信息榨取机C++ Traits登场的时候了

 
 
 
    
  
  
  
  1. ....drum roll...... 
    2.

我们可以不直接使用myIterator的value_type，而是通过另一个类来把这个信息提取出来：

 
 
 
    
  
  
  
  1. template < typename T> 
    2. 
  
  
  
  2. class Traits  
    3. 
  
  
  
  3. {  
    4. 
  
  
  
  4. typedef typename T::value_type value_type;  
    5. 
  
  
  
  5. }; 
    6.

这样，我们可以通过 Traits< myIterator>::value_type 来获得myIterator的value_type，于是我们把Foo函数改写成：

 
 
 
    
  
  
  
  1. template < typename I> //这里的I可以是任意类型的迭代器  
    2. 
  
  
  
  2. typename Traits< I>::value_type Foo(I i)  
    3. 
  
  
  
  3. {  
    4. 
  
  
  
  4. ...  
    5. 
  
  
  
  5. } 
    6.

然而，即使这样，那个原生指针的问题仍然没有解决，因为Trait类一样没办法获得原生指针的相关信息。于是我们祭出C++的又一件利器--偏特化(partial specialization)：

 
 
 
    
  
  
  
  1. template < typename T> 
    2. 
  
  
  
  2. class Traits< T*> //注意 这里针对原生指针进行了偏特化  
    3. 
  
  
  
  3. {  
    4. 
  
  
  
  4. typedef typename T value_type;  
    5. 
  
  
  
  5. }; 
    6.

通过上面这个C++ Traits的偏特化版本，我们陈述了这样一个事实：一个 T* 类型的指针所指向的元素的类型为 T。

如此一来，我们的 Foo函数就完全可以适用于原生指针了。比如：

 
 
 
    
  
  
  
  1. int * p;  
    2. 
  
  
  
  2. ....  
    3. 
  
  
  
  3. int i = Foo(p); 
    4.

C++ Traits会自动推导出 p 所指元素的类型为 int，从而Foo正确返回。

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