要想深入的理解STL的迭代器、分配器等，就必须了解C++模板编程中的一个技巧——Traits。
1、问题的提出
C++的模板特性为泛型编程提供了支持。这样我们就可以编写更加通用的代码，而不必过分去关心参数的类型。然而事实却是，类型的不同，很多时候却影响到了算法中的某个小小的实现。举个标准库里的类string,wstring。
其实它们对应的是两个模板，前者单字符，后者宽字符。
typedef basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> > string; typedef basic_string<wchar_t, char_traits<wchar_t>, allocator<wchar_t> > wstring;
模板basic_string需要有一个得出字符串长度的函数length，那么问题就来了。因为char和wchar_t所对应的求长度API并不一样。前者是strlen,后者是wcslen。
正是为了解决这样类似的问题，C++中的traits技巧被提炼出来了。
2、解决方法
因为模板参数的类型不同，可能会影响到模板中具体的算法，那么我们就需要把这些与模板参数相差的方法从模板basic_string中提取出来，而保证basic_string算法的一致不受参数类型不同的影响。而上面的char_traits模板即是把与模板参数相差的方法都封装起来了。如果定义这样一个模板.
template<class _Elem>
struct char_traits
{
static void __CLRCALL_OR_CDECL assign(_Elem& _Left, const _Elem& _Right) { // assign an element
_Left = _Right;
}
static bool __CLRCALL_OR_CDECL eq(const _Elem& _Left, const _Elem& _Right)
{ // test for element equality
return (_Left == _Right);
}
//……
//……
//…..
static size_t __CLRCALL_OR_CDECL length(const _Elem *_First)
{ // find length of null-terminated sequence
// _DEBUG_POINTER(_First);
size_t _Count;
for (_Count = ; !eq(*_First, _Elem()); ++_First)
++_Count;
return (_Count);
}
};
这里的legnth实现是一个通用算法循环遍历,并没有使用系统的strlen,wcslen，效率相对低一些。那么如果我一定要使用strlen,wcslen呢？
这里就需要用到模板的特化，也即指定模板的参数类型。
// STRUCT char_traits<wchar_t>
template<> struct char_traits<wchar_t>
{ // properties of a string or stream wchar_t element
static void __CLRCALL_OR_CDECL assign(_Elem& _Left, const _Elem& _Right)
{ // assign an element
_Left = _Right;
}
static bool __CLRCALL_OR_CDECL eq(const _Elem& _Left, const _Elem& _Right)
{ // test for element equality
return (_Left == _Right);
}
……
……
…..
static size_t __CLRCALL_OR_CDECL length(const _Elem *_First)
{ // find length of null-terminated sequence
// _DEBUG_POINTER(_First);
return (::wcslen(_First));
}
}; // STRUCT char_traits<char>
template<> struct char_traits<char>
{ // properties of a string or stream wchar_t element
static void __CLRCALL_OR_CDECL assign(_Elem& _Left, const _Elem& _Right)
{ // assign an element
_Left = _Right;
}
static bool __CLRCALL_OR_CDECL eq(const _Elem& _Left, const _Elem& _Right)
{ // test for element equality
return (_Left == _Right);
}
……
……
…..
static size_t __CLRCALL_OR_CDECL length(const _Elem *_First)
{ // find length of null-terminated sequence
// _DEBUG_POINTER(_First);
return (::strlen(_First));
}
};
当实现了上面两个特化的模板之后，在模板basic_string中，我们如果需要知道当前模板参数类型的字符串长度时，只需要调用char_traits::length()就可以调用到正确的函数了。
3、总结
通过以上的事例，我们可以看出，具体的traits技巧非常简单。也就是将因为模板形参(包括类型形参、非类型形参)不同而导致的不同，抽取到新的模板中去，然后通过模板的特化(全特化、偏特化均可，至少有一个模板形参不同即可)来分别实现其不同。 这一类的模板，都会在命名中加上traits以示区别，所以也会把运用这一类方法称为C++的traits技术。traits技术更展现出了一种编程的思想，也即将相同的提出复用，将不同的部分通过接口来实现。将模板形参与基不同的实现绑定在一起，其实与设计模式中的状态模式很相似，都体现出了相同的编程思想。只不过前者是编译时确定的，后者则是运行时确定的。
4、注意
- Boost中有这样一个例子。
template< typename T >
struct is_pointer{
static const bool value = false;
};
template< typename T >
struct is_pointer< T* >{
static const bool value = true;
};这样我就可以通过is_pointer<T>::value来判断当前类型是否为指针类型。
非类型模板形参
Template<bool b>
Struct algo_sort
{
Template<typename T>
Static void sort(T& obj)
{
Quick_sort(obj);
}
} Template<>
Struct algo_sort<true>
{
Template<typename T>
Static void sort(T& obj)
{
Select_sort(obj);
}
}这样就能够模板形参调用不同的排序方法了.
模板形参不仅仅与变量方法有关,还可能与类型有类.
template< typename T >
struct STRUCT_TYPE
{
typedef int MY_TYPE;
typedef LONGLONG POWER_TYPE;
};
template<>
struct STRUCT_TYPE<double>
{
typedef float MY_TYPE;
typedef double POW_TYPE;
};
template< typename T >
struct STRUCT_ALGO
{
// 下面的Typename是指示T::MY_TYPE是一个类型而不是成员变量
// 在VS2005中加与不加均可
typedef typename T::MY_TYPE myType;
typedef T::POWER_TYPE powType; powType GetPow(const myType& value)
{
return value*value;
}
};这样我们甚至可以将模板形参关联的变量类型也可以抽离出来,以提高模板的通用性.