C++ Traits

今天看"modern c++ design"的时候发现自己竟然又把以前好不容易弄懂的Traits技术给忘记了，真是...又重新学习了一下，赶紧记下来。
Traits技术可以用来获得一个 类型 的相关信息的。 首先假如有以下一个泛型的迭代器类，其中类型参数 T 为迭代器所指向的类型：

template <typename T>
class myIterator
{
 ...
};

当我们使用myIterator时，怎样才能获知它所指向的元素的类型呢？我们可以为这个类加入一个内嵌类型，像这样：
template <typename T>
class myIterator
{
      typedef  T value_type; 
...
};
这样当我们使用myIterator类型时，可以通过 myIterator::value_type来获得相应的myIterator所指向的类型。

现在我们来设计一个算法，使用这个信息。
template <typename T>
typename myIterator<T>::value_type Foo(myIterator<T> i)
{
 ...
}
这里我们定义了一个函数Foo，它的返回为为  参数i 所指向的类型，也就是T，那么我们为什么还要兴师动众的使用那个value_type呢？ 那是因为，当我们希望修改Foo函数，使它能够适应所有类型的迭代器时，我们可以这样写：
template <typename I> //这里的I可以是任意类型的迭代器
typename I::value_type Foo(I i)
{
 ...
}
现在，任意定义了 value_type内嵌类型的迭代器都可以做为Foo的参数了，并且Foo的返回值的类型将与相应迭代器所指的元素的类型一致。至此一切问题似乎都已解决，我们并没有使用任何特殊的技术。然而当考虑到以下情况时，新的问题便显现出来了：

原生指针也完全可以做为迭代器来使用，然而我们显然没有办法为原生指针添加一个value_type的内嵌类型，如此一来我们的Foo()函数就不能适用原生指针了，这不能不说是一大缺憾。那么有什么办法可以解决这个问题呢？ 此时便是我们的主角：类型信息榨取机 Traits 登场的时候了

....drum roll......

我们可以不直接使用myIterator的value_type，而是通过另一个类来把这个信息提取出来：
template <typename T>
class Traits
{
      typedef typename T::value_type value_type;
};
这样，我们可以通过 Traits<myIterator>::value_type 来获得myIterator的value_type，于是我们把Foo函数改写成：
template <typename I> //这里的I可以是任意类型的迭代器
typename Traits<I>::value_type Foo(I i)
{
 ...
}
然而，即使这样，那个原生指针的问题仍然没有解决，因为Trait类一样没办法获得原生指针的相关信息。于是我们祭出C++的又一件利器--偏特化(partial specialization)：
template <typename T>
class Traits<T*> //注意 这里针对原生指针进行了偏特化
{
      typedef typename T value_type;
};
通过上面这个 Traits的偏特化版本，我们陈述了这样一个事实：一个 T* 类型的指针所指向的元素的类型为 T。

如此一来，我们的 Foo函数就完全可以适用于原生指针了。比如：
int * p;
....
int i = Foo(p);
Traits会自动推导出 p 所指元素的类型为 int，从而Foo正确返回。


呼............ 终于写完了，开始写的时候没想到会写那么长，晕......