前言

上一篇探討的是traits是為了將迭代器沒能完善的原生指標, traits用特化和偏特化程式設計來完善. 這一篇準備探討__type_traits, 為了將我們在空間配置器裡面的提過的__true_type和false_type進行解答. 而type_traits型別對我們STL的效率又有什麼影響, 有什麼好處?

__type_traits介紹

前面介紹的Traits技術在STL中彌補了C++模板的不足，但是Traits技術只是用來規範迭代器，對於迭代器之外的東西沒有加以規範。因此，SGI將該技術擴充套件到迭代器之外，稱為__type_traits。iterator_traits是萃取迭代器的特性，而__type_traits是萃取型別的特性。萃取的型別如下：

• 是否具備non-trivial default ctor?
• 是否具備non-trivial copy ctor?
• 是否具備non-trivial assignment operator?
• 是否具備non-trivial dtor?
• 是否為POD（plain old data）型別？

其中non-trivial意指非預設的相應函式，編譯器會為每個類構造以上四種預設的函式，如果沒有定義自己的，就會用編譯器預設函式，如果使用預設的函式，我們可以使用memcpy(),memmove(),malloc()等函式來加快速度，提高效率.

且__iterator_traits

空間配置器的例子

關於__false_type也在空間配置器提過. 現在再來看一看.

// 接受兩個迭代器, 以__type_trais<> 判斷是否有traival destructor 
template <class ForwardIterator, class T>
inline void __destroy(ForwardIterator first,
 
 ForwardIterator last, T*) 
{
  typedef typename __type_traits<T>::has_trivial_destructor trivial_destructor;
  __destroy_aux(first, last, trivial_destructor());
}
// non-travial destructor 
template <class ForwardIterator>
inline void __destroy_aux(ForwardIterator first, ForwardIterator last, __false_type) 
{
  for ( ; first < last; ++first)
    destroy(&*first);
}
// travial destructor
template <class ForwardIterator> 
inline void __destroy_aux(ForwardIterator, ForwardIterator, __true_type) {}

通過函式trivial_destructor()確定型別來執行更高效的函式. 而且過載函式的選擇實在編譯時期就確定了. 馬上就來探討__false_type和__true_type 引數推導.

兩個引數推導

struct __true_type {};
struct __false_type {};

我們不能將引數設為bool值, 因為需要在編譯期就決定該使用哪個函式, 所以需要利用函式模板的引數推導機制, 將__true_type和__false_type表現為一個空類, 就不會帶來額外的負擔, 又能表示真假, 還能在編譯時型別推導就確定執行相應的函式.

__type_traits原始碼

__STL_TEMPLATE_NULL struct __type_traits<char> {
   typedef __true_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __true_type    has_trivial_destructor;
   typedef __true_type    is_POD_type;
};

__STL_TEMPLATE_NULL struct __type_traits<signed char> {
   typedef __true_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __true_type    has_trivial_destructor;
   typedef __true_type    is_POD_type;
};

...

以上是將基礎的型別都設定為__true_type型別.

#ifdef __STL_CLASS_PARTIAL_SPECIALIZATION

template <class T>
struct __type_traits<T*> {
   typedef __true_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __true_type    has_trivial_destructor;
   typedef __true_type    is_POD_type;
};

#else /* __STL_CLASS_PARTIAL_SPECIALIZATION */

struct __type_traits<char*> {
   typedef __true_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __true_type    has_trivial_destructor;
   typedef __true_type    is_POD_type;
};

struct __type_traits<signed char*> {
   typedef __true_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __true_type    has_trivial_destructor;
   typedef __true_type    is_POD_type;
};

struct __type_traits<unsigned char*> {
   typedef __true_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __true_type    has_trivial_destructor;
   typedef __true_type    is_POD_type;
};

這裡將指標進行特化處理, 同樣是__true_type型別.

SGI將所有的內嵌型別都定義為false_type, 這是對所有的定義最保守的值.

template <class type>
struct __type_traits { 
   typedef __true_type     this_dummy_member_must_be_first;
   typedef __false_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __false_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __false_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __false_type    has_trivial_destructor;
   typedef __false_type    is_POD_type;
};

從上面的原始碼可以明白, 所有的基本型別都是設定的為__true_type型別, 而所有的物件都會被特化為__false_type型別, 這是為了保守而不得這樣做. 也因為__true_type型別讓我們在執行普通型別時能夠以最大效率進行對其的copy, 析構等操作.

總結

SGI對traits進行擴充套件，使得所有型別都滿足traits程式設計規範, 這樣SGI STL演算法可以通過__type_traits獲取型別資訊在編譯期間就能決定出使用哪一個過載函式, 解決了template是在執行時決定過載選擇的問題. 並且通過true和false來確定POD和travial destructor, 讓程式能選擇更加符合其型別的處理函式, 大大提高了對基本型別的快速處理能力並保證了效率最高.