迭代器与traits技法（STL源码剖析）

迭代器与traits技法（STL源码剖析）

  1.迭代器

  迭代器提供了一种方法，使之能够依序巡访某个容器的各个元素，而无需暴露容器的内部。

    STL的中心思想是容器和算法分开，最后再用迭代器将两者完美的融合到一起。而迭代器是实现中最关键的部分。

  迭代器是一种行为类似指针的对象，因此它必不可少的就是对operator*和operator ->的重载。可以参考auto_ptr。

 

 

  2.traits技法（重点）

  在effective C++中，条款47介绍到了traits技术。它的思想是通过提取出来某些类型的特性，然后根据它的特性进行某些操作。

  一种方法是通过内嵌类来表示类型的特性，然后在进行操作的时候进行判断，然而这种方法却不能对内置类型使用。因为我们不可能向内置类型加入内嵌类以表示它的特性。

  另一种方法表示如下（在别人blog里面看到一个类似例子，自己写了一下）：

 

#include  < iostream >
using   namespace  std;

 

/**/ /* 下面两个空结构用来表示 */

struct  hot {} ;
struct  not_hot {} ;

 

/**/ /* traits用来提取模版参数T的特性 */

template  < typename T >
struct  traits_taste
{
 typedef typename T::taste taste;
} ;

 

/**/ /* 在类里面要定义自身的特性 */

class  Hunan
{
public:
 typedef hot taste;
} ;
class  Guangdong
{
public:
 typedef not_hot taste;
} ;

 


/**/ /* food函数用traits_taste将模板参数T的特征提取出来，交由food_aux根据特征执行 */


 

template  < typename T >
void  food_aux(T pro, not_hot)
{
 cout << "Food in this province is not_hot!"<<endl;
}

 

int  main()
{
 cout << "Hunan:";
 food(Hunan());
 cout << "Guangdong:";
 food(Guangdong());
 return 0;
}

 

这种方式通过把类的traits信息放到类的外部，从而可以通过偏特化将内置类型的traits融入进去。

 

 在STL中，迭代器对应的traits类为iterator_traits

template  < class  I >
struct  iterator_traits
{
 typedef typename I::iterator_category iterator_category;
 typedef typename I::value_type  value_type;
 typedef typename I::difference_type difference_type;
 typedef typename I::pointer  pointer;
 typedef typename I::reference  reference;
} ; 

为了能够表示内置类型如int *, const int *等的特性，所以要设计相应的特化版本。下例是I*的特化。

 

 

template  < class  I >
struct  iterator_traits < I *>
{
 typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
 typedef typename I   value_type;
 typedef typename ptrdiff_t  difference_type;
 typedef typename I*   pointer;
 typedef typename I&   reference;
} ;

 

从此可以看出，在设计迭代器的时候一定要提供五个内嵌的相应型别。以利于traits萃取。STL提供了一个iterators class供人继承，可以保证其符合规范。

 

template  < class  Category,
    class  T,
    class  Distance = ptrdiff_t,
    class  Pointer = T * ,
    class  Referance = T &>
struct  iterator
{
 typedef Category   iterator_category;
 typedef typename T   value_type;
 typedef typename Distance  difference_type;
 typedef typename Pointer  pointer;
 typedef typename Referance  reference;
} ;

 

template  < class  Item >
struct  ListIter:  public  std::iterator < std::forward_iterator_tag, Item >
{
 
}

 

3. __type_traits

这个是SGI内部的，不在STL标准内。用来萃取性别的特性。
先定义两个空结构体，用来标识true和false。

struct  __true_type {} ;
struct  __false_type {} ;

__type_traits内则定义一些typedefs，其值为__true_type或者__false_type

template < class  type >
struct  __type_traits
{
    typedef __false_type has_trivial_default_constructor;
    typedef __false_type has_trivial_copy_constructor;
    typedef __false_type has_trivial_assignment_constructor;
    typedef __false_type has_trivial_destructor;
    typedef __false_type is_POD_type;
} ;