traits技术

为什么要用traits？

traits英语意思是特性，特点。c++中使用traits技术动机一般有三种，分派、效率、使某些代码通过编译。

分派

下面有一个模板函数，假设一个动物收容组织提供了它，他们接受所有无家可归的可怜的小动物，于是他们向外界提供了一个函数接受注册。函数看起来像这样：

template // T表示接受的是何种动物

void AcceptAnimals(T animal)
{
...  //do something
};

但是，如果他们想将猫和狗分开处理(毕竟饲养一只猫和饲养一只狗并不相同。他们可能会为狗买一根链子，而温顺的猫则可能不需要)。一个可行的方法是分别提供两个函数：AcceptDog和AcceptCat，然而这种解决办法并不优雅(想想看，注册者可能既有一只猫又有一只狗，这样他不得不调用不同的函数来注册，而且，如果种类还在增多呢，那样会导致向外提供的接口的增多，注册者因此而不得不记住那些烦琐的名字，而这显然没有只需记住AccpetAnimal这一个名字简单)。如果想保持这个模板函数，并将它作为向外界提供的唯一接口，则我们需要某种方式来获取类型T的特征(trait)，并按照不同的特征来采用不同的策略。这里我们有第二个解决办法：

约定所有的动物类(如class Cat,class Dog)都必须在内部typedef一个表明自己身份的类型，作为标识的类型如下：

struct cat_tag{}; //这只是个空类，目的是激发函数重载，后面会解释
struct dog_tag{}; //同上

于是，所有狗类都必须像这样：

class Dog
{
public:
    // 类型(身份)标志，表示这是狗类，如果是猫类则为typedef cat_tag type;
    typedef  dog_tag  type; 
  ...
}


然后，动物收容组织可以在内部提供对猫狗分开处理的函数，像这样：


// 第二个参数为无名参数，只是为了激发函数重载

template
void Accept(T dog,dog_tag) 
{...}

template
void Accpet(T cat,cat_tag) // 同上
{...}


于是先前的Accept函数可以改写如下：

template
void Accept(T animal)  //这是向外界提供的唯一接口
{
// 如果T为狗类，则typename T::type就是dog_tag，那么typename T::type()就是创建了一个dog_tag类的临时对象，根据函数重载的规则，这将调用Accept(T,dog_tag)，这正是转向处理狗的策略。如果T为猫类，则typename T::type为cat_tag，由上面的推导，这将调用Accept(T,cat_tag)，即转向处理猫的策略，typename 关键字告诉编译器T::type是个类型而不是静态成员。

Accept(animal, typename T::type()); // #1
}

所有类型推导，函数重载，都在编译期完成，你几乎不用耗费任何运行期成本(除了创建dog_tag,cat_tag临时对象的成本，然而经过编译器的优化，这种成本可能也会消失)就拥有了可读性和可维护性高的代码。“但是，等等！”你说：“traits在哪？”，typename T::type其实就是traits，只不过少了一层封装而已，如果像这样作一些改进：

template
struct AnimalTraits
{
typedef T::type type;
};

于是，#1处的代码便可以写成：

Accept(animal, typename AnimalTraits::type());