c++:参数型别的推导

　　STL源码剖析--侯捷

• 总结

　　尽管现在的很多语言支持参数类型的判别，但是c/c++并不支持这一特性。

　　但是我们可以通过一些技巧使得c++具有自动判别参数类型的特性。

• 模板

　　我们都知道在模板类和模板函数中我们不用具体指定参数的型别，编译器会自动的判别参数的类型。

　　所以我们想可不可以把编译器运行时所确定的型别萃取出来呢？

　　可以通过内嵌型别实现。

#include <iostream>
using namespace std;

template <class T>
struct MyIter{
    typedef T value_type;
    //声明内嵌型别为value_type
    T* ptr;
    MyIter(T* p = 0):ptr(p){  }
    T& operator*()const{ return *ptr; }
};

template <class I>
typename I::value_type
//上面这一行告诉编译器这个型别，不然func无法返回  
func(I ite)
{ return *ite; }

int main(int argc, const char *argv[])
{
    MyIter<int> ite(new int(8));
    cout << func(ite) << endl;
    //8
    return 0;
}
~    

　　这里的func函数就可以成功的把value_type萃取出来。

　　但是这里还有一个隐蔽的陷阱。

　　就是当我们这个迭代器是一个原生的指针时就会有问题，因为原生的指针并没有内嵌型别。

　　这就需要这个模板针对这个类型写一个偏特化的版本。

#include <iostream>
using namespace std;

template <class T>
struct MyIter{
    typedef T value_type;
    //声明内嵌型别为value_type
    T* ptr;
    MyIter(T* p = 0):ptr(p){  }
    T& operator*()const{ return *ptr; }
};

template <class I>
struct iterator_traits_1{
  typedef typename I::value_type value_type;  
};
//对MyIter进行封装，获取它的内嵌型别

template <class T>
struct iterator_traits_1<T*>{
  typedef T value_type;  
};
//对原生指针进行型别的定义

template <class I>
typename iterator_traits_1<I>::value_type
//告诉编译器下面函数返回的型别
func(I ite)
{ return *ite; }

int main(int argc, const char *argv[])
{
    MyIter<int> ite(new int(8));
    cout << func(ite) << endl;
   //返回8 
    int a = 5;
    int *b = &a; 
    cout << func(b) << endl;
    //返回5
    return 0;
}  

　　这里我们对原来的类型MyIter又多了一层封装，这样的好处呢就是可以让下面的函数对原生指针也可以使用。

　　为了可以使用原生指针，我们又写了一个偏特化的版本。

　　特化版本和偏特化的版本的区别是，特化版本只是针对某一特定的类型实现。

　　而偏特化版本是对于一组特定的类型特化，更具一般性。

　　这里我们是针对所有的原生指针生成一个偏特化版本。

• 关于traits

　　traits在这里的作用是非常重要的，它所扮演的角色不仅仅是对各个类型的兼容，而且也是一个“类型萃取机”。

　　需要说明的一点就是要想兼容traits，必须有相关的内嵌型别定义；这一点在STL的迭代器中至关重要。

• iterator部分源码重列

　　

//STL全部迭代器类型                                                                                             
struct input_iterator_tag {};
struct output_iterator_tag {};
struct forward_iterator_tag {} : public input_iterator_tag {};
struct bidirectional_iterator_tag : public forward_iterator_tag {};
struct random_access_iterator_tag : public bidirectional_iterator_tag {};

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

//类型萃取机traits
template <class Iterator>
struct iterator_traits{
    typedef typename Iterator::iterator_category  iterator_category;
    typedef typename Iterator::value_type         value_type;
    typedef typename Iterator::difference_type    defference_type;
    typedef typename Iterator::pointer            pointer;
    typedef typename Iterator::reference          reference;
};

//针对原生指针的偏特化版本
template <class T>
struct iterator_traits<T*>{
    typedef random_access_iterator_tag    iterator_category;
    typedef T                             value_type;
    typedef ptrdiff_t                     difference_type;
    typedef T*                            pointer;
    typedef T&                            reference;
};

//这个函数可以很方便的决定某个迭代器的类型（category）
template <class Iterator>
inline typename iterator_traits<Iterator>::iterator_category
iterator_category(const Iterator&)
{
    typedef typename iterator_traits<Iterator>::iterator_category category;
    return category();
}

//这个函数可以很方便的决定某个迭代器的distance_type
template <class Iterator>
inline typename iterator_traits<Iterator>::difference_type*
distance_type(const Iterator&)
{
    return static_cast<typename iterator_traits<Iterator>::difference_type*>(0);
}

//这个函数可以很方便的决定某个迭代器的value_type
template <class Iterator>
inline typename iterator_traits<Iterator>::value_type*
value_type(const Iterator&)
{
    return static_cast<typename iterator_traits<Iterator>::value_type*>(0);
}

//以下是整组的distance函数
//两个__distance函数中的第三个参数没有实际意义，仅仅是为了判别迭
//代器类型
template <class InputIterator>
inline iterator_traits<InputIterator>::difference_type
__distance(InputIterator first, InputIterator last, input_iterator_tag){
    iterator_traits<InputIterator>::difference_type n = 0;
    while(frist != last){
        ++first; ++n;
    }
    return n;
}
template <class RandomAccessIterator>
inline iterator_traits<RandomAccessIterator>::difference_type
__distance(RandomAccessIterator first, RandomAccessIteratorIterator last,
        random_access_iterator_tag){
    return last - first;
}

template <class InputIterator>
inline iterator_traits<InputIterator>::difference_type
distance(InputIterator first, InputIterator last)
{
    typedef typename
        iterator_traits<InputIterator>::iterator_category category;
    return __distance(first, last, category());
}                                                                                

　　关于这些特性，在STL大量的使用，一定程度上补充了c++的不足；

　　最重要的是这些特性帮助我们在程序编译时就完成了类型的判断，而不是自己写个函数在运行时判断，这样做

　　更快，更高效。