STL-traits编程技法

   不论是泛型思维或STL的实际运用，迭代器(iterators)都扮演者重要的角色。迭代器的中心思想在于:将数据容器(container)和算法分开,彼此独立设计，最后再以迭代器这种工具将两者粘合起来。

    

一.模板特化与偏特化

    假设下面有一个class template如下:

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

《泛型思维》书中对partial specialization的定义是:"针对任何template参数更进一步的条件限制所设计出来的一个特化版本“。

 由此,上式的偏特化版本:

template<typename T>
 class C<T*>{...};//这个版本仅适用于"T为原生指针"的情况
       //"T为原生指针"是对"T可为任何型别"的更进一步约束

 

二.迭代器的相应型别

  最常用到的迭代器相应型别有五种:value type,difference type,pointer,reference,iterator category."特性萃取机"traits就是将迭代器这种特性榨取出来.

template<class I>
struct iterator_traits{
      typedef typename I::iterator_category iterator_category;
      typedef typename I::value_type value_type;
      typedef typename I::reference reference;
         typedef typename I::pointer pointer;
         typedef typename I::difference_type difference_type;
 };

value_type:指迭代器所指对象的型别，任何一个打算与STL算法有完美搭配的class,都应该定义自己的value_type内嵌型别。

difference_type:用来表示两个迭代器之间的距离。

reference_type:从迭代器所指之物是否允许改变，迭代器分为两种:不允许改变"所指对象之内容"者，称为constant iterators.允许改变"所指对象之内容"者,称为mutable iterators.

pointer type:代表p所指之物的地址

iterator_category:根据移动特性与施行操作,迭代器分为五类:

   Input Iterator:这种迭代器所指的对象，不允许外界改变，只读(read only)

   Output Iterator:唯写(write only)

   Forward Iterator:允许"写入型"算法，在此种迭代器形成的区间上进行读写操作。

   Bidirectional Iterator:可双向移动

   Random Access Iterator:前四种迭代器都指提供一部分指针算术能力，而此种迭代器涵盖所有指针算术能力,包括p+n,p-n,p[n],p1-p2.

  

 

三.iterator源代码

   

template<class I>
     struct iterator_traits{
          typedef typename I::iterator_category iterator_category;
          typedef typename I::value_type value_type;
          typedef typename I::reference reference;
          typedef typename I::pointer pointer;
          typedef typename I::difference_type difference_type;
     };
 
 template<class I,class T>
 typename iterator_traits<I>::difference_type 
              count(I first,I last,const T&value){
           typename iterator_traits<I>::difference_type result=0;
           for(;first!=last;first++){
               if(*first==value) ++n;
           }
           return n;
     }
     
     
     //五种迭代器类型
     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{};
     
     //为避免写代码时挂一漏万,自行开发的迭代器最好继承自下面的这个std::iterator
     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;
     };
     
     template<class Iterator>
     struct iterator_traits{
         typedef typename Iterator::iterator_category iteator_category;
         typedef typename Iterator::value_type value_type;
         typedef typename Iterator::difference_type difference_type;
         typedef typename Iterator::pointer pointer;
         typedef typename Iterator::reference reference;
     };
     
     //针对原生指针(native pointer)而设计的traits偏特化版
     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;
     };
     
     template<class T>
     struct iterator_traits<const T*>{
         typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
         typedef T value_type;
         typedef ptrdiff_t difference_type;
         typedef const T* pointer;
         typedef const T& reference;
     };
      
     ...