C++11 模板元编程 - 惰性

---

C++对模板的具现化采用尽量惰性的原则。只有当你使用了模板的内部定义，编译器才会为模板生成对应的定义。

所以对于元函数，当你不访问内部的Result对其求值，编译器是不会为其做计算的。因此我们可以把一个元函数当做运行期函数指针一样进行传递，直到我们需要的时候再对其求值。

对于惰性，我们来看下面这个例子：

template
struct Creator
{
    static T* create(const T* instance)
    {
        if(isClonable)
        {
            return instance->clone();
        }
        else
        {
            return new T(*instance);
        }
    }
};

如上我们希望有一个工厂类，用来创建入参T类型的对象。如果T支持clone方法，则采用从一个现有对象clone出新对象，否则调用拷贝构造函数new出来一个新对象。Creator的第二个参数isClonable用来指示前一个参数T是否支持clone。

遗憾的是，上述代码是不能工作的。当我们传递一个不支持clone的类形T进去，即使我们将isClonable设为false，编译器也会对create函数进行完整编译，会报告T缺少clone方法。

struct UnclonableObject
{
    UnclonableObject(){}
    UnclonableObject(const UnclonableObject&) {}
};

Creator creator;

然而当我们写出上述代码进行编译，发现却能编译通过！原因是C++编译器的惰性特征做了手脚，此时它没有看到任何人调用Creator的create方法，所以并未生成该方法。

一旦我们写出如下代码，就会和我们最初预想的一致：编译失败，编译器告诉我们UnclonableObject中没有clone方法。

UnclonableObject object；
UnclonableObject* newObject = creator.create(&object);

解决该问题的方式很简单，就是把使用if做运行期分支选择的实现转换成使用编译期的分支选择元函数__if()来实现。

template
struct ClonableCreator
{
    static T* create(const T* instance)
    {
        return instance->clone();
    }
};

template
struct UnclonableCreator
{
    static T* create(const T* instance)
    {
        return new T(*instance);
    }
};

template using Creator = __if(__bool(isClonable), ClonableCreator, UnclonableCreator);

由于模板元编程的惰性特征，__if()元函数会根据第一个入参的bool值，对后面的两个参数中的一个进行求值。因此当我们调用Creator时，__if(__bool(false), ClonableCreator, UnclonableCreator)只会对UnclonableCreator具现化，所以没有再出现之前的编译错误。

利于惰性求值，在编译期选择性的做类型具现化，是模板元编程非常有用的特性之一。

---

鸭子类型

返回 C++11模板元编程 - 目录