C++ Traits

今天看"modern c++ design"的時候發現自己竟然又把以前好不容易弄懂的Traits技術給忘記了，真是...又重新學習了一下，趕緊記下來。
Traits技術可以用來獲得一個 類型 的相關資訊的。 首先假如有以下一個泛型的迭代器類，其中型別參數 T 為迭代器所指向的類型：

template <typename T>
class myIterator
{
 ...
};

當我們使用myIterator時，怎樣才能獲知它所指向的元素的類型呢？我們可以為這個類加入一個內嵌類型，像這樣：
template <typename T>
class myIterator
{
      typedef  T value_type; 
...
};
這樣當我們使用myIterator類型時，可以通過 myIterator::value_type來獲得相應的myIterator所指向的類型。

現在我們來設計一個演算法，使用這個資訊。
template <typename T>
typename myIterator<T>::value_type Foo(myIterator<T> i)
{
 ...
}
這裡我們定義了一個函數Foo，它的返回為為  參數i 所指向的類型，也就是T，那麼我們為什麼還要興師動眾的使用那個value_type呢？ 那是因為，當我們希望修改Foo函數，使它能夠適應所有類型的迭代器時，我們可以這樣寫：
template <typename I> //這裡的I可以是任意類型的迭代器
typename I::value_type Foo(I i)
{
 ...
}
現在，任意定義了 value_type內嵌類型的迭代器都可以做為Foo的參數了，並且Foo的傳回值的類型將與相應迭代器所指的元素的類型一致。至此一切問題似乎都已解決，我們並沒有使用任何特殊的技術。然而當考慮到以下情況時，新的問題便顯現出來了：

原生指標也完全可以做為迭代器來使用，然而我們顯然沒有辦法為原生指標添加一個value_type的內嵌類型，如此一來我們的Foo()函數就不能適用原生指標了，這不能不說是一大缺憾。那麼有什麼辦法可以解決這個問題呢？ 此時便是我們的主角：類型資訊榨取機 Traits 登場的時候了

....drum roll......

我們可以不直接使用myIterator的value_type，而是通過另一個類來把這個資訊提取出來：
template <typename T>
class Traits
{
      typedef typename T::value_type value_type;
};
這樣，我們可以通過 Traits<myIterator>::value_type 來獲得myIterator的value_type，於是我們把Foo函數改寫成：
template <typename I> //這裡的I可以是任意類型的迭代器
typename Traits<I>::value_type Foo(I i)
{
 ...
}
然而，即使這樣，那個原生指標的問題仍然沒有解決，因為Trait類一樣沒辦法獲得原生指標的相關資訊。於是我們祭出C++的又一件利器--偏特化(partial specialization)：
template <typename T>
class Traits<T*> //注意 這裡針對原生指標進行了偏特化
{
      typedef typename T value_type;
};
通過上面這個 Traits的偏特化版本，我們陳述了這樣一個事實：一個 T* 類型的指標所指向的元素的類型為 T。

如此一來，我們的 Foo函數就完全可以適用於原生指標了。比如：
int * p;
....
int i = Foo(p);
Traits會自動推匯出 p 所指元素的類型為 int，從而Foo正確返回。

呼............ 終於寫完了，開始寫的時候沒想到會寫那麼長，暈......