/************************************************************************/
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/**
这份代码详细介绍了使用SFINAE技术实现is_not_buildin_type的原理。
按顺序由上往下阅读即可。
*/
#include <stdio.h>
#include <iostream>
/** ------------------------------------------------------------------------ */
#define DEFINITION(prefix) \
prefix none {}; \
prefix data { int i; }; \
prefix function { void f(int ) {} }; \
prefix both { int i; double f() { return 0.0; } };
namespace structures { DEFINITION(struct) }
namespace s = structures;
namespace classes { DEFINITION(class) }
namespace c = classes;
namespace unions { DEFINITION(union) }
namespace u = unions;
#undef DEFINITION
/**
上面对class、struct、union分别定义了：
none 有数据成员，无成员函数
data 有数据成员，没成员函数
function 无数据成员，有成员函数
both 有数据成员，有成员函数
*/
/** ------------------------------------------------------------------------ */
void test_pointer_to_data_member() {
// 一旦某个类型不是基本数据类型，就可以定义成员指针（数据成员指针，成员函数指针）。
// 即使它没有数据成员或者成员函数。
// s::none 并没有数据成员或者成员函数。
int s::none::* p; //但是可以定义一个指向s的数据成员指针，只要类型不是void
// void s::none::* p2; //error C2182: 'p2' : illegal use of type 'void'
// 同时，在C++中，字面值0可以隐式转换到任何指针类型。
p = 0; // ok
double s::none::* p3 = 0; // ok
// 但是，如果某类型没有对应类型的数据成员，就不能用数据成员指针去指向它。
int s::data::* p4 = 0;
p4 = &s::data::i; // ok
double s::data::* p5 = 0;
// p5 = &s::data::i;
// error C2440: '=' : cannot convert from 'int structures::data::* ' to 'double structures::data::* '
(void)p3; (void)p5;
}
// 这个是比较完整的测试
void test_pointer_to_data_member_integrate();
/** ------------------------------------------------------------------------ */
void test_pointer_to_member_function() {
// 同理，一旦某个类型不是基本类型，就可以定义指向该类型的成员函数的指针。
// 并且字面值0可以隐式转换到该指针。
int (u::none::* p1)(void) = 0;
double (u::none::* p2)(double) = 0;
// 如果该类型确实有匹配的成员函数，可以使用该成员函数给指针赋值。
double (u::both::* p3 )(void) = &u::both::f;
void (u::function::* p4)(int) = &u::function::f;
// 否则不能赋值
// double (u::both::* p5 )(void) = &u::function::f;
//error C2440: 'initializing' : cannot convert from 'void (__thiscall unions::function::* )(int)' to 'double (__thiscall unions::both::* )(void)'
// void (u::function::* p6)(int) = &u::both::f;
//error C2440: 'initializing' : cannot convert from 'double (__thiscall unions::both::* )(void)' to 'void (__thiscall unions::function::* )(int)'
(void)p1; (void)p2; (void)p3; (void)p4;
}
// 这个是比较完整的测试
void test_pointer_to_member_function_integrate();
/** ------------------------------------------------------------------------ */
/**
那么，测试一个类型是否是内建类型的“一个”方法就是
*/
namespace SFINAE {
class true_type { char dummy; true_type(); };
class false_type { char dummy[2]; false_type(); };
// sizeof(true_type)!=sizeof(false_type)
template<class C>
true_type is_not_buildin_type_test(int C::* pointer_to_data_member);
template<typename T>
false_type is_not_buildin_type_test(
);
void test_theory() {
using namespace std;
/* 在当前名字空间下， is_not_buildin_type_test是2个函数模板的名字：
template<class C>
true_type is_not_buildin_type_test(int C::* pointer_to_data_member);
（以下简称模板1）
template<typename T>
false_type is_not_buildin_type_test();
（以下简称模板2）
它们相互构成重载。
*/
cout<<sizeof( is_not_buildin_type_test<c::none>(0) )<<endl;
// 0 可以隐式转化成 int c::none::* ，可以匹配模板1 (with C = c::none)
// 这里int是无关紧要的， 只要不是void就行
// 当然使用其他类型的数据成员指针 T C::* (T!=void)
// 或者成员函数指针进行测试 T (C::*)(paramter_list)，也是可以的
// 只是int C::* 写起来比较方便。
// 因为() 可以匹配任何类型的对象，
// 所以 0 也可以匹配模板2
// 又因为()处于重载选择优先级中的最底层，所以最终匹配模板1。
// 注意，此处模板2不能使用(int),或者(T*)因为它的优先级高于(int C::*)
cout<<sizeof( is_not_buildin_type_test<double>(0) )<<endl;
// 0 不能隐式转换成 int double::*，也就不能匹配模板1 ( with C=double )
// 但是还有一个“补救”的函数模板2，可以匹配任何类型的对象。
// 又因为SFINAE(Substitution failure is not an error)机制
// 所以对模板1的失败的匹配并不报错。
}
// 还有一些细节
// 比如is_not_buildin_type_test并没有实现。
// 但是因为它同时也没有被调用， 而仅仅是用sizeof测试它的返回值，所以不算错误。
// 也防止了客户无意调用这个函数。
// 如何得知哪个is_not_buildin_type_test被重载选中？
// 是通过返回值的大小不同来区分的。
// 所以就需要true_type和false_type这2个东西。
// 其实更合理的命名应该是small_type和big_type。
// 同时，它们声明有私有的构造函数，并且不实现，防止客户使用这2个类。
// 还因为is_not_buildin_type_test并没有真正实现
// 也就没有真正返回true_type或者false_type
// 所以没有实现true_type和false_type的构造函数也没关系。
// 一切都因为sizeof ……
/** -------------------------------------------------------------------- */
/**
将这种方法再包装一下
（避免客户去使用sizeof( xxx ) == sizeof( ture_type )等等）
就得到
*/
template<typename T>
class is_not_buildin_type {
is_not_buildin_type();
public:
enum { value =
sizeof(true_type)==sizeof( is_not_buildin_type_test<T>(0) ) };
};
// 或者将true_type,false_type,定义为它的内嵌类型。
// 同时将is_not_buildin_type_test定义为它的静态成员函数。
template<typename T>
class is_not_buildin_type2 {
is_not_buildin_type2();
// 因为是内嵌的private，客户不能访问
// 所以可以随意一点
typedef char small_t;
struct big_t { small_t dummy[2]; };
template<typename U>
static big_t test(void (U::*)(short, float) );
// 只要是成员指针就ok，无论是数据成员指针还是成员函数指针。
// 也无论类型，签名如何。
template<typename U>
static small_t test();
// 注意补救函数现在返回small_t
public:
// 但这也是无关紧要的，因为small_t和big_t只是告之哪个重载被选中的方式。
// 只要这里处理好对应就可以了。
enum { value= sizeof(big_t)==sizeof( test<T>(0) ) };
};
void test_wrapper() {
using namespace std;
cout<<is_not_buildin_type<c::data>::value<<endl;
cout<<is_not_buildin_type<u::both>::value<<endl;
cout<<is_not_buildin_type<float>::value<<endl;
cout<<is_not_buildin_type2<c::data>::value<<endl;
cout<<is_not_buildin_type2<u::both>::value<<endl;
cout<<is_not_buildin_type2<float>::value<<endl;
}
// 一个更完整的测试
void test_wrapper_integrate();
}
/** ------------------------------------------------------------------------ */
/**测试一个类型是否是内建类型的另一个方法，需要更少的技巧。*/
namespace partial_specialization {
template<typename T>
struct is_not_buildin_type { enum { value=true }; };
// T不是一个内建类型
// 除非
template<>
struct is_not_buildin_type<int> { enum { value=false}; };
// T是int
template<>
struct is_not_buildin_type<unsigned int> { enum { value=false}; };
// T是unsigned int
// .. more ..
}
int main()
{
using namespace std;
test_pointer_to_data_member();
test_pointer_to_data_member_integrate();
test_pointer_to_member_function();
test_pointer_to_member_function_integrate();
cout<<endl;
SFINAE::test_theory();
cout<<endl;
SFINAE::test_wrapper();
cout<<endl;
SFINAE::test_wrapper_integrate();
}
void test_pointer_to_data_member_integrate() {
// to do
}
void test_pointer_to_member_function_integrate() {
// to do
}
namespace SFINAE {
void test_wrapper_integrate() {
// to do
}
}
这个代码已经能很完美的解释了~
今天看了C++ Templates 的15章.. 收获颇多.. 以前的很多疑惑都比较开朗了~
posted on 2009-03-16 23:32
Charlie 侯杰 阅读(2651)
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