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Traits不是一種語(yǔ)法特性，而是一種模板編程技巧。Traits在C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，尤其是STL中，有著不可替代的作用。

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如何在編譯期間區(qū)分類(lèi)型

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下面我們看一個(gè)實(shí)例，有四個(gè)類(lèi)，Farm、Worker、Teacher和Doctor，我們需要區(qū)分他們是腦力勞動(dòng)者還是體力勞動(dòng)者。以便于做出不同的行動(dòng)。

這里的問(wèn)題在于，我們需要為兩種類(lèi)型提供一個(gè)統(tǒng)一的接口，但是對(duì)于不同的類(lèi)型，必須做出不同的實(shí)現(xiàn)。

我們不希望寫(xiě)兩個(gè)函數(shù)，然后讓用戶(hù)去區(qū)分。

于是我們借助了函數(shù)重載，在每個(gè)類(lèi)的內(nèi)部?jī)?nèi)置一個(gè)work_type，然后根據(jù)每個(gè)類(lèi)的word_type，借助強(qiáng)大的函數(shù)重載機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了編譯期的類(lèi)型區(qū)分，也就是編譯期多態(tài)。

代碼如下：

#include <iostream> using namespace std;//兩個(gè)標(biāo)簽類(lèi) struct brain_worker {}; //腦力勞動(dòng) struct physical_worker {}; //體力勞動(dòng)class Worker { public:typedef physical_worker worker_type; };class Farmer { public:typedef physical_worker worker_type; };class Teacher { public:typedef brain_worker worker_type; };class Doctor { public:typedef brain_worker worker_type; };template <typename T> void __distinction(const T &t, brain_worker) {cout << "腦力勞動(dòng)者" << endl; }template <typename T> void __distinction(const T &t, physical_worker) {cout << "體力勞動(dòng)者" << endl; }template <typename T> void distinction(const T &t) {typename T::worker_type _type; //為了實(shí)現(xiàn)重載 __distinction(t, _type); }int main(int argc, char const *argv[]) {Worker w;distinction(w);Farmer f;distinction(f);Teacher t;distinction(t);Doctor d;distinction(d);return 0; }

在distinction函數(shù)中，我們先從類(lèi)型中提取出worker_type，然后根據(jù)它的類(lèi)型，選取不同的實(shí)現(xiàn)。

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問(wèn)題來(lái)了，如果不在類(lèi)中內(nèi)置worker_type，或者有的類(lèi)已經(jīng)寫(xiě)好了，無(wú)法更改了，那么怎么辦？

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使用Traits

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我們的解決方案是，借助一種叫做traits的技巧。

我們寫(xiě)一個(gè)模板類(lèi)，但是不提供任何實(shí)現(xiàn)：

//類(lèi)型traits template <typename T> class TypeTraits;

然后我們?yōu)槊總€(gè)類(lèi)型提供一個(gè)模板特化：

//為每個(gè)類(lèi)型提供一個(gè)特化版本 template <> class TypeTraits<Worker> { public:typedef physical_worker worker_type; };template <> class TypeTraits<Farmer> { public:typedef physical_worker worker_type; };template <> class TypeTraits<Teacher> { public:typedef brain_worker worker_type; };template <> class TypeTraits<Doctor> { public:typedef brain_worker worker_type; };

然后在distinction函數(shù)中，不再是直接尋找內(nèi)置類(lèi)型，而是通過(guò)traits抽取出來(lái)。

template <typename T> void distinction(const T &t) {//typename T::worker_type _type;typename TypeTraits<T>::worker_type _type;__distinction(t, _type); }

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上面兩種方式的本質(zhì)區(qū)別在于，第一種是在class的內(nèi)部?jī)?nèi)置type，第二種則是在類(lèi)的外部，使用模板特化，class本身對(duì)于type并不知情。

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兩種方式結(jié)合

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上面我們實(shí)現(xiàn)了目的，類(lèi)中沒(méi)有work_type時(shí)，也可以正常運(yùn)行，但是模板特化相對(duì)于內(nèi)置類(lèi)型，還是麻煩了一些。

于是，我們?nèi)匀皇褂脙?nèi)置類(lèi)型，也仍然使用traits抽取work_type，方法就是為T(mén)ypeTraits提供一個(gè)默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，默認(rèn)去使用內(nèi)置類(lèi)型，把二者結(jié)合起來(lái)。

這樣我們?nèi)ナ褂肨ypeTraits<T>::worker_type時(shí)，有內(nèi)置類(lèi)型的就使用默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，無(wú)內(nèi)置類(lèi)型的就需要提供特化版本。

class Worker { public:typedef physical_worker worker_type; };class Farmer { public:typedef physical_worker worker_type; };class Teacher { public:typedef brain_worker worker_type; };class Doctor { public:typedef brain_worker worker_type; };//類(lèi)型traits template <typename T> class TypeTraits { public:typedef typename T::worker_type worker_type; };

OK，我們現(xiàn)在想添加一個(gè)新的class，于是我們有兩種選擇，

一是在class的內(nèi)部?jī)?nèi)置work_type，通過(guò)traits的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)去抽取type。

一種是不內(nèi)置work_type，而是通過(guò)模板的特化，提供work_type。

例如：

class Staff { };template <> class TypeTraits<Staff> { public:typedef brain_worker worker_type; };

測(cè)試仍然正常：

Staff s; distinction(s);

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進(jìn)一步簡(jiǎn)化

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這里我們考慮的是內(nèi)置的情形。對(duì)于那些要內(nèi)置type的類(lèi)，如果type個(gè)數(shù)過(guò)多，程序編寫(xiě)就容易出現(xiàn)問(wèn)題，我們考慮使用繼承，先定義一個(gè)base類(lèi)：

template <typename T> struct type_base {typedef T worker_type; };

所有的類(lèi)型，通過(guò)public繼承這個(gè)類(lèi)即可：

class Worker : public type_base<physical_worker> { };class Farmer : public type_base<physical_worker> { };class Teacher : public type_base<brain_worker> { };class Doctor : public type_base<brain_worker> { };

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看到這里，我們應(yīng)該明白，traits相對(duì)于簡(jiǎn)單內(nèi)置類(lèi)型的做法，強(qiáng)大之處在于：如果一個(gè)類(lèi)型無(wú)法內(nèi)置type，那么就可以借助函數(shù)特化，從而借助于traits。而內(nèi)置類(lèi)型僅僅使用于class類(lèi)型。

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以STL中的迭代器為例，很多情況下我們需要辨別迭代器的類(lèi)型，

例如distance函數(shù)計(jì)算兩個(gè)迭代器的距離，有的迭代器具有隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)能力，如vector，有的則不能，如list，我們計(jì)算兩個(gè)迭代器的距離，就需要先判斷迭代器能否相減，因?yàn)橹挥芯邆潆S機(jī)訪(fǎng)問(wèn)能力的迭代器才具有這個(gè)能力。

我們可以使用內(nèi)置類(lèi)型來(lái)解決。

可是，許多迭代器是使用指針實(shí)現(xiàn)的，指針不是class，無(wú)法內(nèi)置類(lèi)型，于是，STL采用了traits來(lái)辨別迭代器的類(lèi)型。

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最后，我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，traits的基石是模板特化。

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下篇文章，我們使用traits，來(lái)辨別一個(gè)類(lèi)型是否是pod類(lèi)型。

轉(zhuǎn)載于:https://my.oschina.net/inevermore/blog/388694

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的模板：什么是Traits的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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