“类型萃取器”__type_traits

iterator_traits负责萃取迭代器的五种特性，__type_traits则负责萃取类型特性，即某种类型是否具有琐碎无意义（trivial）的构造函数或复制控制，即POD类型。

__type_traits定义于<type_traits.h>中：

struct __true_type {
};
 
struct __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_operator;
   typedef __false_type    has_trivial_destructor;
   typedef __false_type    is_POD_type;
};

默认情况下，认为所有类型都为non-trivial，下面再给出内置类型的特化版本，如：

__STL_TEMPLATE_NULL struct __type_traits<char> {
   typedef __true_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __true_type    has_trivial_destructor;
   typedef __true_type    is_POD_type;
};

这里，就认为char类型具有trivial的构造和复制控制。注意，这些嵌套类型要么返回 __true_type类型，要么返回__false_type类型，根据类型不同而编译时期确定该调用哪个版本的函数。

下面来看看__type_traits的应用。

template <class ForwardIterator, class Size, class T>
inline ForwardIterator uninitialized_fill_n(ForwardIterator first, Size n,
                                            const T& x) {
  return __uninitialized_fill_n(first, n, x, value_type(first));
}

此全局函数从迭代器first开始，在未初始化的空间内填充n个元素，值为x。

首先来分析函数value_type：

template <class Iterator>
inline typename iterator_traits<Iterator>::value_type*
value_type(const Iterator&) { // 决定迭代器value_type
  return static_cast<typename iterator_traits<Iterator>::value_type*>(0);
}

它首先利用iterator_traits获得迭代器所指类型的value_type，然后返回这个value_type的指针。

template <class ForwardIterator, class Size, class T, class T1>
inline ForwardIterator __uninitialized_fill_n(ForwardIterator first, Size n,
                                              const T& x, T1*) {
  typedef typename __type_traits<T1>::is_POD_type is_POD;
  return __uninitialized_fill_n_aux(first, n, x, is_POD());
                                     
}

函数__uninitialized_fill_n接受到这个指针后，利用__type_traits机制来判断T1是否是POD类型。

如果是POD类型，is_POD()应该生成一个临时对象——__true_type，然后调用对应的重载函数：

template <class ForwardIterator, class Size, class T>
inline ForwardIterator
__uninitialized_fill_n_aux(ForwardIterator first, Size n,
                           const T& x, __true_type) {
  return fill_n(first, n, x);
}

STL算法fill_n直接对first指向的内存逐一赋值，因为是POD类型。

如果不是POD类型，is_POD()应该生成一个临时对象——__false_type，然后调用对应的重载函数：

template <class ForwardIterator, class Size, class T>
ForwardIterator
__uninitialized_fill_n_aux(ForwardIterator first, Size n,
                           const T& x, __false_type) {
  ForwardIterator cur = first;
  __STL_TRY {
    for ( ; n > 0; --n, ++cur)
      construct(&*cur, x);
    return cur;
  }
  __STL_UNWIND(destroy(first, cur));
}

调用全局函数construct()，对每个位置使用构造函数来进行初始化。

从上面的例子可以看出，__type_traits的目的就是要提取出某种类型的特性：has_trivial_default_constructor？

has_trivial_copy_constructor？

...

然后再根据这些特性选择效率最高的函数进行调用，是性能达到最大优化。

参考：

《STL源码剖析》 P103.