c++ - Inheriting (or member) traits 成语

Question

像std::iterator_traits 这样的包罗万象的特征类通过将类型的属性与其定义分开是很有用的，例如，可以在定义完成之前使属性可用。

除了每个客户端类本身之外还定义特征是不方便的，因为特征通常也有作为成员的位置。这就是为什么 std::iterator_traits 的通用实现是根据其模板参数的成员定义的。

template< typename it >
struct iterator_traits {
    typedef typename it::category category;
    typedef typename it::value_type value_type;
    // etc
};

使用继承不是更容易，编译器的工作也更少吗？

template< typename t >
struct t_traits : public t {
    t_traits() = delete; // Prevent runtime instances.
};

这无法在主模板中记录接口(interface)，但无论如何还有其他机会。

编写大量重复代码来定义一个元容器类似乎毫无意义，在一个甚至不能保证防止在运行时创建这样的滥用的习惯用法中。

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或者这完全是倒退。除了std::iterator_traits我们还有std::iterator ，一个具有大部分相同成员的伪抽象基类。这种冗余是一种代码味道。如果自定义迭代器看起来像这样不是更好吗？

template<>
struct iterator_traits< struct my_iterator > {
    typedef random_access_iterator_tag category;
    typedef foo value_type;
    ...
};
struct my_iterator : iterator_traits< struct my_iterator > {
    ...
};

(为了争论，让我们忽略一个事实，即必须在 std::iterator_traits 中声明一个实际的 namespace std 特化。我试图对用户代码中可能发生的事情做一个熟悉的说明。)

这更简洁，因为不需要违反惯用语来处理任何需要花哨步法的特殊情况。根本不需要任何主要特征模板，而不是主要特征模板产生内部错误，即缺少的客户端类不适合某些东西。

从概念上讲，最好将类的质量与其服务的实现分开，无论这种分离是否必要。但是，这种风格确实需要将每个客户端类分成两部分，包括一个显式的特化，这有点丑陋。

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有人熟悉这个设计空间吗？我倾向于第二个成语，尽管它在实践中看起来很不寻常。但是以前来过这里的人可能知道其中的来龙去脉。

Answer 1

用户定义特征作为库类型的特化的问题在于库类型属于库。定义显式特化需要打开库命名空间，这很丑陋。

备选方案 1 和 2 可以组合成两全其美的模式

• 始终允许最佳的关注点分离(通过将类拆分为特征和实现)
• 不需要分类
• 从不需要打开库命名空间

需要以基于 ADL 的元函数的形式将任何类映射到其特征。

template< typename t >
t traits_type_entry( t const & ); // Declared, never defined.

template< typename t >
using traits_type = decltype( traits_type_entry( std::declval< t >() ) );

默认情况下，T作为自己的特征类型作为 traits_type< T >::type是T .为给定类型更改此 t到特征类t_traits , 声明(但不定义)一个函数 t_traits traits_type_entry( t const & ) .这t_traits类可能是也可能不是 t 的基类; traits_type设施不在乎。因为该函数将通过依赖于参数的查找找到，它可能被声明为一个友元函数，在命名空间范围内没有声明。

嵌套在一个类中的用法(只是为了制作一个困难的测试用例)看起来像这样。对于命名空间中的常规用法，只需删除 friend关键字。

class outer_scope {
    struct special;
    struct special_traits {
        typedef int value_type;
        constexpr static int limit = 5;
    };
    friend special_traits traits_type_entry( special const & );

    struct unspecial {
        typedef double baz_type;
        int table[ util::traits_type< special >::limit ];
    };

    struct special : special_traits {
        void f() {
             std::pair< typename util::traits_type< unspecial >::baz_type,
                        value_type >();
        }
    };
};

http://ideone.com/QztQ6i

请注意，t const &参数 traits_type_entry可以简单地t只要类是可复制和可破坏的。

此外，您可以通过让主模板返回派生自 t 的类型来阻止声明(非自定义)特征类型的对象。删除了它的构造函数，而不是 t本身。