跟我学c++高级篇——模板元编程之七typelist

一、typelist

怎么说呢？Typelists其实是《Modern c++ Design》中提出的。typelist的名字和list很有关系。学过c++开发的一定会知道STL库的几个常用的数据结构vector,list。list是链表的泛型表示。所以typelist是类型的“泛型”，当然这个泛型是加引号的。毕竟元编程中也没有这种定义，这么说是为了好理解。
而且typelist看上去不是很好看，对，就是不好看，不符合人们对list的认知习惯，看一下代码：

template 
struct Typelist
{
 typedef T Head;
 typedef U Tail;
};
typedef Typelist>>> Ex;

这里需要说明一下，在早期版本的模板处理中，编译器有点二，不支持连续的模板标识“>>”，它们中间必须加一个空格。但是现在较高版本的编译器都没有问题，如果遇到这种问题，要么用高级的IDE，或者加个空格吧。
扯回来，看上去这个东西是不是完全和list不沾边，所以书上说要包装一下，包装能解决问题，和现实社会一样，五十的大姐姐，化妆后，变成了十五的小姐姐，看代码：

#define TYPELIST_1(T1) Typelist
#define TYPELIST_2(T1,T2) Typelist
#define TYPELIST_3(T1,T2,T3) Typelist
#define TYPELIST_4(T1,T2,T3,T4) Typelist
...
#define TYPELIST_50(...) ...

明白上面的代码，就基本掌握了typelist是个啥。

二、typelist本质

那么在早期的c++模板编程中，可以使用这种技巧来实现不同的类型的“泛型”，其本质就是使用了上一篇文中的template template parameters。其最终的目的就是动态的根据类型实现各种对象的创建（就像书提到的工厂）。这对于一些情况（如处理虚函数时），就会非常有效果。
也就是说，上面的代码生成过程，表现出来就是用模板的模板参数形式的。

typedef Typelist>>> Ex;

写到这里，基本上就可以理清Typelist的动机和生成机制。那么，这种通过较为复杂的技巧实现Typelist方式有没有改进的方式呢？那必须有。不过得是在c++的新标准里，用前面提到的模板的变参化：

//声明
template class TypeList;
//偏特化实现
template class TypeList;

//实现方法
template 
struct TypeNode
{
  typedef T Head;
  typedef U Tail;
};
template
struct TypeList
{
    using Result = TypeNode::Result>;
};

template
struct TypeList
{
    using R = TypeNode;
};

所以说要想省事，还得从根儿进步。
这里不对Typelist的内部实现诸如查找、擦除进行分析，毕竟书上讲得很清楚。

三、Typelist的自动生成类

在MFC里曾经用宏的展开来自动生成类，复杂的很，几乎没人喜欢。然后用Typelist也可以生成类。下面看一个例子：

template  class Unit>
class Gen;
template  class Unit>
      :public Gen,public Gen{};
class Gen;
template  class Unit>
class Gen:public Unit;
template  class Unit>
class Gen{};

使用Typelist可以用更技巧性template template parameters的方式来生成代码，这也难怪侯捷老师说这个技巧是比较深的模板技术，有兴趣还是要多多学习。
可以自动生成类，就可以在这其中加自己的料了，比如限制继承的顺序和继承的条件，这些都可以在上面这种模型的实现中进行操作。

四、总结

知其所以然，所以在元编程中使用这种技巧就会很方便。特别对于初学者，看一些大牛的代码，上来就是大片的宏再加上变参还有其它一些技巧，说句难听的，可能当下就蒙了，根本看不下去。如果去搜索，搞这类开发的本身就少，所以最终可能就是开始即放弃。但是如果从这些基础的方面入手，不断的拆解，就忽然发现，模板的元编程，还是能大胆的深入进去。
与诸君共同努力！