Traits編程技術 · STL源碼剖析

### 前言 ? 在STL編程中，容器和算法是獨立設計的，即數據結構和算法是獨立設計的，連接容器和算法的橋梁就是迭代器了，迭代器使其獨立設計成為可能。Traits編程技術是STL中最重要的編程技術，Traits可以獲取一個類型的相關信息。在學習《STL源碼剖析》時，看到關于這方面的知識，在這期間查找了一些資料，下面是我對該技術的理解。 ### Traits編程技術 ? ? ?Traits可以獲取一個類型的相關信息，首先我們看下面的程序： ~~~ template <class T, class type> void function(T t, type u) { type temp; // ... The rest work of function… } ~~~ ? ?在上面的程序中，我們怎么樣才能獲得已聲明變量temp的類型type呢？在模板中，模板參數推導機制可以解決這個問題，在下面程序中編譯器直到變量temp的類型為int： ~~~ template <class T, class type> void function(T iter, type u) { type temp; // 通過模板參數推導獲得temp變量的類型 .... } template <class T> void func(T iter) { function(iter, *iter); } int main() { int i = 12; func(&i) } ~~~ ? ? ? ?上面介紹的是獲得局部變量的類型，這個可以通過模板參數推導機制完成；如果我們要獲得函數返回值的類型時，該怎么處理呢？這個問題針對不同類型有不同的方法可以解決，類型型別：用戶自定義類型（如結構體，類）和內置類型（如整型，原生指針等）。 ? 若我們要知道用戶自定義類型的函數返回值類型，我們可以使用內嵌型別技術就可以知道返回值的類型；看下面程序： ~~~ templates <class T> struct Iterator { typedef T value_type;//內嵌型別聲明 ... }; template <class Iterator> typename Iterator::value_type //返回值類型 GetValue(Iterator iter) { return *iter; } int main() { ... Iterator<int> ite(new int(9)); std::cout<<GetValue(ite)<<std::endl; return 0; } ~~~ ? ? ? ?在用戶自定義類型中我們可以通過內嵌型別獲得返回值的類型，若不是用戶自定義的類型，而是內置類型時，例如是原生指針，這時候該怎么處理呢？因為原生指針不能內嵌型別聲明，所以內嵌型別在這里不適用。于是Traits技術就出現了。以下利用Traits技術也可以獲取用戶自定義類型的返回值類型。 ~~~ template <class Iterator> struct iterator_traits { typedef typename Iterator::value_type value_type; ... }; template <class Iterator> typename iterator_traits<Iterator>::value_type //返回值類型 GetValue(Iterator iter) { return *iter; } ~~~ ? ?以上這種方法對原生指針不可行，所以iterator_traits針對原生指針的一個版本就應運而生。下面是針對*Tp和const *Tp的版本，也稱為iterator_traits版本的偏特化。iterator_traits的偏特化版本解決了原生指針的問題。現在不管迭代器是自定義類模板, 還是原生指針(Tp*, const Tp*),struct iterator_traits都能萃取出正確的value type類型。 ~~~ template <class Tp> struct iterator_traits<Tp*> { typedef Tp value_type; ... }; template <class Tp> struct iterator_traits<const Tp*> { typedef Tp value_type; ... }; ~~~ ? ? ? ?我們之所以要萃取（Traits）迭代器相關的類型，就是要把迭代器相關的類型用于聲明局部變量、用作函數的返回值等一系列行為。對于原生指針和point-to-const類型的指針，采用模板偏特化技術對其進行特殊處理。要使用Traits功能，則必須自行以內嵌型別定義的方式定義出相應型別。我們上面講解的只是迭代器其中一種類型value type，在迭代器中還有其他類型： ~~~ template <class _Iterator> struct iterator_traits { typedef typename _Iterator::iterator_category iterator_category; //迭代器類型 typedef typename _Iterator::value_type value_type; //迭代器所指對象的類型 typedef typename _Iterator::difference_type difference_type;//迭代器之間距離 typedef typename _Iterator::pointer pointer; //迭代器所指之物 typedef typename _Iterator::reference reference; //迭代器引用之物 }; ~~~ 參考文獻： [【1】](http://www.searchtb.com/2014/03/%E8%90%83%E5%8F%96traits%E7%BC%96%E7%A8%8B%E6%8A%80%E6%9C%AF%E7%9A%84%E4%BB%8B%E7%BB%8D%E5%92%8C%E5%BA%94%E7%94%A8.html)，[【2】](http://www.cppblog.com/nacci/archive/2005/11/03/911.aspx)，[【3】](http://www.cnblogs.com/kanego/archive/2012/08/15/2639761.html)，[【4】](http://www.codeproject.com/Articles/36530/An-Introduction-to-Iterator-Traits)