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相信 xxx_cast 系列都很熟了。

static_cast, dynamic_cast, const_cast, reinterpret_cast.

但是当面对boost::shared_ptr的时候呢?

reinterpret_cast 可以转换任何类型,这个在讨论范围之外。

对于下面的这个定义:

 1 class A
 2 {
 3 public:
 4     virtual ~A() {}
 5 };
 6 
 7 class B
 8     : public A
 9 {
10 public:
11     ~B() {}
12 };

如果用boost::shared_ptr包装的话:

1 typedef boost::shared_ptr<A> APtr;
2 typedef boost::shared_ptr<B> BPtr;

想想通常对指针的使用:
1 *pA = new B();
2 *pB = dynamic_cast<B*>(pA);
3 // unsafe
4 *upB = static_cast<B*>(pA);
5 
6 pA->;
7 pB->;
8 // may crash
9 upB->;

如果使用boost::shared_ptr呢。
1 APtr pA = APtr(new B());    // OK
2 BPtr pB = pA;               // compile error

从根本上讲,APtr 和 BPtr除了里面包装的原生指针有点关系以外,他们就是完全不同的两个类型,当然A和B也是完全不同的类型呀,可是想想看其实B是知道A的存在的。可是BPtr完全不知道APtr的存在。那这儿cast怎么进行呢?别说向下转型了,向上转型都成问题。

看看这段代码:

1 template <class T>
2 class shared_ptr
3 {
4     template <class F>
5     shared_ptr(const shared_ptr<F>& p)
6         : _p(p._p)
7         , _np(p._np)
8     {}
9  private:
10    T* _p;
11    reference_counter _np;
12 };

这个构造函数可以搞定自动向上转型,因为编译器可以自动检查 _p(p._p) 的合法性。那向下转型怎么办呢?看了上面这段代码,相信很容易解决想想啊转型的问题了。 只要把  _p(p._p)  改成 _p(dynamic_cast<T*>(p._p) 就可以了,当然要检查指针的合法性,我就不多写了。
当然boost::shared_ptr的作者已经想到这个问题,他给提供了解决方案:


 1 template<class T, class U> 
 2 shared_ptr<T> static_pointer_cast(shared_ptr<U> const & r)
 3 {
 4     return shared_ptr<T>(r, boost::detail::static_cast_tag());
 5 }
 6 
 7 template<class T, class U> 
 8 shared_ptr<T> dynamic_pointer_cast(shared_ptr<U> const & r)
 9 {
10     return shared_ptr<T>(r, boost::detail::dynamic_cast_tag());
11 }

需要用static_cast 转换普通指针的地方,用shared_static_cast 转换shared_ptr,
需要用dynamic_cast 转换普通指针的地方,用shared_dynamic_cast 转换shared_ptr.

前面说过,没有const的shared_ptr,但是有


1 const A* pA = new B();
2 shared_ptr<const A> cpA(pA);         //const
3 APtr spA = const_pointer_cast<A>(cpA);

总结一下:
const_cast               const_pointer_cast
static_cast              static_pointer_cast
dynamic_cast             dynamic_pointer_cast

最后一个小问题:以前,boost中的shared_ptr的cast函数的名字是:shared_xxxx_cast,
后来,为了IDE自动提供帮助,改成了xxxx_pointer_cast。由此可见,设计库还是要用户至上。

posted @ 2009-04-30 21:43 尹东斐 阅读(5187) | 评论 (2)编辑 收藏
相信能看到这里的人,应该都用过std::endl吧,没见过?

1#include <iostream>
2
3using namespace std;
4
5int main()
6{
7    cout<<"Hello World!"<<endl;
8}

9

就是hello world后面那个。到底这个endl是个什么东西呢? 答案是:函数指针。
这是它的声明:

1template<class _Elem,
2    class _Traits> inline
3    basic_ostream<_Elem, _Traits>&
4    endl(basic_ostream<_Elem, _Traits>& _Ostr)

当然endl只输入输出流,输入流没有endl。所以输出流需要一个类似

basic_ostream& operator<<(basic_ostream&(*)(basic_ostream &))

函数来接受这个endl。

如果想写个类,比如一个log类,希望可以像标准流一样的输出,需要做什么呢?

1class Log
2{
3public:
4    teamplate <typename T>
5    Log& operator<<(const T& t)
6    {
7        // write t to log file.
8    }

9}
;

有了这个定义后,Log类就可以像标准输出流一样用了,比如:

1Log log;
2log<<123<<"ABC"<<132.32<<endl;

什么,编译出错,而且不止一个。上面说过,是endl引起的问题。
std::endl的定义本身就是个模板函数,用一个模板函数(编译时连参数都确定不下来)去推导模板参数,是极不现实的。
因为:endl有两个模板参数,_Elem 和 _Traits,其实_Traints 本身就是个以_Elem为参数的类模板,标准库里面有两个endl版本,
一个是 _Elem = char, 另一个是 _Elem = wchar.
所以编译器不能推导出Log类的operator<<的模板参数T,于是就错误了。

解决方案,之前也说过,需要一个接受函数指针的operator<<的重载版本。

1Log& operator<<(basic_ostream<char, char_traits<char>>& (*_Pfn)(basic_ostream<char, char_traits<char>>&))
2    {
3            // write endl to log using _Pfn
4    }

有这个定义,就可以顺利使用 <<std::endl 了。
当然可以为wchar定义一个operator<<来使用宽字符,这都是函数重载惹的祸呀。因为char和wchar算是endl函数两个重载版本。

问题解决了,说一下,同样的函数还有:

ends,输入一个字符串结束符。
flush,刷新流。
当然这俩个不常用。
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posted @ 2009-02-24 22:07 尹东斐 阅读(1711) | 评论 (4)编辑 收藏
先看看boost的实现吧。

 1 template<typename _T>
 2 struct wapper
 3 {};
 4 template <typename _T>
 5 _T&(* fun1(wapper<_T> t))();
 6 true_type fun1();
 7 
 8 class true_type{};
 9 class false_type
10 {
11     char c[8];
12 };
13 
14 template<typename _T>
15 true_type fun2(_T&(*)());
16 false_type fun2();
17 
18 template<typename _T>
19 struct is_reference
20 {
21     static const bool value = sizeof(fun2(fun1(wapper<_T>()))) == sizeof(false_type);
22 };


就是上面这个样子,我做了一下简化,更容易理解。

下面是我的实现版本,最后再解释。

 1 template<typename _T>
 2 class is_reference
 3 {
 4     template<typename _T>
 5     struct wapper
 6     {};
 7 
 8     class true_type{};
 9     class false_type
10     {
11         char c[8];
12     };
13 
14     template <typename _T>
15     static _T& fun1(wapper<_T>);
16     static true_type fun1();
17 
18     template<typename _T>
19     static true_type fun2(_T);
20     static false_type fun2(true_type);
21 public:
22     static const bool value = sizeof(fun2(fun1(wapper<_T>()))) == sizeof(false_type);
23 };

用法如下:

1 bool res1 = is_reference<char>::value;   //res1 == false
2 bool res2 = is_reference<char&>::value;  //res2 == true

函数参数会自动去掉引用比如:
template<_T> void fun(_T a);
无论任何时候,_T总是非引用类型。

但是不让函数通过函数参数直接推导模板参数的类型,就给函数参数加一个间接层wapper,
类模板不会自动去掉引用,所以配合函数模板可以保证得到原来的类型。
 
template<_T> void fun(wapper<_T> a);
这时候,_T 就可能是引用类型了。因为c++不支持引用的引用,当模板函数中要用到引用的引用的时候,模板函数就会推导失败。
即,只要在函数fun的参数或者返回值里面含有_T&的话,fun就会推导失败。从而编译器会选择 true_type fun(...);
由于参数已经被用于推导模板参数,所以只能在返回类型中含有_T&,从而利用函数重载而区分引用和非引用。
如果直接返回_T&类型,后面必须要定义只接受true_type类型参数的函数进行区分,因为_T&肯定是引用类型,所以后面接受
false_type fun2(true_type)的函数会被选择。

但是遇到is_reference<true_type>::value怎么办,我把他们都放到私有域了,永远不会看到的,搞定。
boost::trait中返回函数指针的解法也OK。因为char永远不可能成功匹配函数指针。

此方法的关键在于编译器选择重载函数的先后顺序。
而boost::trait中的方法是char永远不能转化成一个函数指针,从而选择不同重载版本。

解释完毕。
posted @ 2009-02-20 21:44 尹东斐 阅读(2111) | 评论 (5)编辑 收藏

关于boost::any,今天心血来潮,顺手实现了一个。不想加有关type_info的东西,所以自我创造了一个用dynamic_cast的版本,仅供学习。
要用当然要boost::any的嘛。

关于模板,首先说两条:

1. 类模板
   (缺点)类模板不能自动推导模板参数(意思是当要用到某个模板类,比如A,那么你使用的时候一定要有模板参数,比如A<int>,编译器不能自动推导),只能通过特化模板而是编译器选择合适的特化版本,
   (优点)类模板可以通过类模板把推导后的模板参数输出,通常使用 typedef _Type value; 。

2. 函数模板
   (优点)函数模板可以自动推导模板参数(意思是你顶一个模板函数,比如f,那么使用的时候不一定要有模板参数,比如f(123),编译器会自动推导123为int),当然这里可以靠函数重载和编译器匹配顺序,来决定很多事情。
   (缺点)函数模板不能输出推导后的类型。
 1 struct any
 2 {
 3     struct content
 4     {};
 5 
 6     template<typename _U>
 7     struct impl : public content
 8     {
 9         _U _u;
10 
11         impl(const _U& u)
12             : _u(u)
13         {}
14 
15         typedef _U type;    
16     };
17 
18     template<typename _U>
19     any(const _U& c)
20         : _t(new impl<_U>(c))
21     {}
22 
23     content* _t;
24 };

那么要实现any,any本身不是类模板,所以要接受任何参数,那么其构造函数必须是函数模板,但是函数模板不能导出推导后的类型,那么需要靠类模板来保存类型信息。


1 struct any
2 {
3     template<typename _U>
4     any(const _U& c)
5     {}
6 };

可以看出,上面的any定义可以接受任何类型的参数,比如 any t1(1); any t2(1.0); 注意1和1.0不一样。 但是输入的东西没有保存起来,起不到一个任意类型变量的作用(就是个空壳)。所以继续修改,

 1 struct any
 2 {
 3 
 4     template<typename _U>
 5     struct impl
 6     {
 7         _U _u;
 8 
 9         impl(const _U& u)
10             : _u(u)
11         {}
12 
13         typedef _U type;    
14     };
15 
16     template<typename _U>
17     any(const _U& c)
18         : _t(new impl<_U>(c))
19     {}
20 
21     impl<???>* _t;
22 };

前面说过,类模板可以保存类型信息,所以加入了一个 impl 的类模板,通过any的构造函数推导出的类型,将参数的类型保存在impl里面。看到最后一样的问号了吧,哪里要写什么呢?
any其实不知道他自己里面是什么东西呀,所以为了让any知道,定义一个类A,然后让impl继承它,那么这个A就是所有impl<>的父类了,不管impl里面是什么,都是一个A。当然起名A不好听,换个吧。

 1 #include <typeinfo>
 2 
 3 using namespace std;
 4 
 5 struct any
 6 {
 7     struct content
 8     {
 9         virtual ~content() {};
10     };
11 
12     template<typename _U>
13     struct impl : public content
14     {
15         _U _u;
16 
17         impl(const _U& u)
18             : _u(u)
19         {}
20 
21         typedef _U type;    
22     };
23 
24     template<typename _U>
25     any(const _U& c)
26         : _pc(new impl<_U>(c))
27     {}
28 
29     ~any()
30     {
31         delete _pc;
32     }
33 
34     template<typename _T>
35     _T& get()
36     {
37         impl<_T>* p = dynamic_cast<impl<_T>*>(_pc);
38         if(0 == p)
39             throw bad_cast();
40         return p->_u;
41     }
42 
43 private:
44     content* _pc;
45 };
46 
47 void main()
48 {
49     any a(10);
50     any b(1.0);
51     int x = a.get<int>();
52     double y = b.get<double>();
53 }


现在可以看到, content代替了那个不知道些什么类型的???,这个技术名字叫类型消除技术,在boost里面用的很多,也算是一个经典的技术了。

posted @ 2009-02-20 14:27 尹东斐 阅读(2244) | 评论 (8)编辑 收藏
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