【STL】SGI STL私房菜：_type_traits

刚开始我们先了解一下全特化和偏特化的知识：

模板有两种特化，偏特化和全特化。类模板有偏特化和全特化，而函数模板只有全特化。

先看一下类模板：

template<typename T1, typename T2>
class Test
{
public:
	Test(T1 i,T2 j):a(i),b(j){cout<<"模板类"<<endl;}
private:
	T1 a;
	T2 b;
};

template<>
class Test<int , char>
{
public:
	Test(int i, char j):a(i),b(j){cout<<"全特化"<<endl;}
private:
	int a;
	char b;
};

template <typename T2>
class Test<char, T2>
{
public:
	Test(char i, T2 j):a(i),b(j){cout<<"偏特化"<<endl;}
private:
	char a;
	T2 b;
};

那么下面3句依次调用类模板、全特化与偏特化：

	Test<double , double> t1(0.1,0.2);
	Test<int , char> t2(1,'A');
	Test<char, bool> t3('A',true);

而对于函数模板，却只有全特化，不能偏特化：

//模板函数
template<typename T1, typename T2>
void fun(T1 a , T2 b)
{
	cout<<"模板函数"<<endl;
}

//全特化
template<>
void fun<int ,char >(int a, char b)
{
	cout<<"全特化"<<endl;
}

//函数不存在偏特化：下面的代码是错误的
/*
template<typename T2>
void fun<char,T2>(char a, T2 b)
{
	cout<<"偏特化"<<endl;
}
*/

至于为什么函数不能偏特化，似乎不是因为语言实现不了，而是因为偏特化的功能可以通过函数的重载完成。

traits编程技法很棒，有效的弥补了，c++语言深的不足。下面我们来具体分析下SGI版本的STL中__type_traits。

__type_traits负责萃取性别的特性，此处我们关心的性别特性是指：这个型别是否具备non-trivial default constructor，non-trivial copy dtor，assignment operator，dtor（就所谓的自定义的构造，析构，拷贝构造，析构函数）。如果答案是否定的，我们就采用最有效率的措施，(例如根本不用调用constructor，destructor)。而采用内存直接处理操作，如malloc(),memcpy()，等等，获得最高的效率，这对于大规模而操作频繁的容器，有着显著的效率提升。

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:18px;">__type_traits<T>::has_trivial_default_constructor
__type_traits<T>::has_trivial_copy_constructor
__type_traits<T>::has_trivial_assignment_operator
__type_traits<T>::has_trivial_destructor
__type_traits<T>::is_POD_type</span>

我们希望上述式子响应我们“真”或者“假”，以便我们采取什么措施，但结果不应该是个bool值，应该是一个有这真假性质的对象，因为我们希望利用其响应结果来进行参数推导，而编译器只有面对class object形式的参数时，才会做参数推导，为此我们应该传回这样的：

struct __true_type{};

struct __false_type{}；

这两个class没有任何成员，不会带来额外的负担，却又能够标示真假，满足我们所需。

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:18px;">template<class type>
struct __type_traist
{
	typedef __trur_type this_dummy_member_must_be_first;
	typedef __false_type has_trivial_default_constructor;
	typedef __false_type has_trivial_copy_constructor;
	typedef __false_type has_trivial_assignment_operator;
	typedef __false_type has_trivial_destructor;
	typedef __false_type is_POD_type;
};</span>

为什么SGI要把所有内嵌类型都定义为_false_type呢？SGI定义出最保守的值，然后再针对每一个标量型别设计适当的_type_traist特化版本，这样就解决问题了。

_type_traist在实际STL中应用广泛，如在前篇文章说明的uninitialized_fill_n(first,n,x,value_type(first))函数，它先利用value_type萃取到first 的类型，然后_type_traist判断该型别是狗为POD类型，然后进行函数操作。队友POD类型（存在默认的构造，析构，拷贝构造，赋值函数），出去效率问题，采用内存直接操作，而对于非POD类型，则调用器自定义的构造函数构造对象。还有个例子是在前面文章剖析过的，有兴趣的读者可以去看看。