Item 47 使用Traits類提供型別資訊

item 47: use traits classes for information about types.

c++中的 traits 類可以在編譯期提供型別資訊，它是用traits模板及其特化來實現的。通過方法的過載，可以在編譯期對型別進行」if…else」判斷。我們通過stl中的乙個例子來介紹traits的實現和使用。

本文以iterator_traits為例介紹了如何實現traits類，以及如何使用traits類（在item 42中提到過iterator_traits）。其實c++標準庫中還提供了很多其他的traits，比如char_traits,numeric_limits等。

stl提供了很多的容器、迭代器和演算法，其中的advance便是乙個通用的演算法，可以讓乙個迭代器移動n步：

template
<
typename
itert
,typename
distt
>
void
advance
(itert
&iter
,disttd);
// 如果d小於0，就逆向移動

對於上述五種迭代器，c++提供了五種tag來標識迭代器的型別，它們之間是」is-a」的關係：

struct
input_iterator_tag
{};struct
output_iterator_tag
{};struct
forward_iterator_tag
:public
input_iterator_tag
{};struct
bidirectional_iterator_tag
:public
forward_iterator_tag
{};struct
random_access_iterator_tag
:public
bidirectional_iterator_tag
{};

現在回到advance的問題，它的實現方式顯然取決於iter的型別：

template
<
typename
itert
,typename
distt
>
void
advance
(itert
&iter
,disttd)
// for random access iters
else
// use iterative calls to
else
// ++ or -- for other
}// iterator categories
}

怎麼得到iter的型別呢？這正是traits的作用。

traits允許我們在編譯期得到型別的資訊。traits並非乙個關鍵字，而是乙個程式設計慣例。

traits的另乙個需求在於advance對與基本資料型別也能正常工作，比如char*。所以traits不能借助類來實現，於是我們把traits放到模板中。比如：

template
<
typename
itert
>
// template for information about
struct
iterator_traits
;// iterator types

iterator_traits將會標識itert的迭代器類別。iterator_traits的實現包括兩部分：

在使用者定義的型別中，typedef該型別支援迭代器的tag，例如deque支援隨機迭代器：

template
<
...>
// template params elided
class
deque
:};

然後在全域性的iterator_traits模板中typedef那個使用者型別中的tag，以提供全域性和統一的型別識別。

template
<
typename
itert
>
struct
iterator_traits
;

上述辦法對基本資料型別的指標是不起作用的，我們總不能在指標裡面typedef乙個tag吧？其實這時只需要偏特化iterator_traits，因為內建型別指標都是可以隨機訪問的：

template
<
typename
itert
>
// partial template specialization
struct
iterator_traits
<
itert
*>
;

你已經看到了實現乙個traits類的整個過程：

確定你希望提供的型別資訊。比如你希望提供deque的iterator型別；

為那個資訊起乙個名字。比如iterator_catetory；

提供乙個模板以及必要的特化，來包含你希望提供的型別資訊。比如iterator_traits。

我們已經用iterator_traits提供了迭代器的型別資訊，是時候給出advance的實現了。

template
<
typename
itert
,typename
distt
>
void
advance
(itert
&iter
,disttd)

上述實現其實並不完美，至少if語句中的條件在編譯時就已經決定，它的判斷卻推遲到了執行時（顯然是低效的）。在編譯時作此判斷，需要為不同的iterator提供不同的方法，然後在advance裡呼叫它們。

template
<
typename
itert
,typename
distt
>
void
advance
(itert
&iter
,disttd)
// 隨機訪問迭代器
template
<
typename
itert
,typename
distt
>
void
doadvance
(itert
&iter
,disttd,
std::
random_access_iterator_tag
)// 雙向迭代器
template
<
typename
itert
,typename
distt
>
void
doadvance
(itert
&iter
,disttd,
std::
bidirectional_iterator_tag
)else
}// 輸入迭代器
template
<
typename
itert
,typename
distt
>
void
doadvance
(itert
&iter
,disttd,
std::
input_iterator_tag
)while(d
--)++iter
;}

總結一下上面**是如何使用traits類的：

建立一系列的」worker」函式，擁有不同的traits引數。根據traits引數來提供相應的實現；

建立乙個」master」函式來呼叫這些」worker」，並將traits類提供的資訊傳遞給」worker」。

Item 47 使用Traits類提供型別資訊

STL原始碼 traits的使用

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PHP中的traits簡單使用例項

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