STL源碼剖析-3

2.迭代器(iterators)概念和traits編程技法

STL的中心思想是將container和 algotithmn分離開,獨立設計，最後再以膠合劑把他們撮合到一塊兒。

• 簡而言之traits存儲着不一樣迭代器的特性，traits對不一樣的iterators求結果，經過函數重載，模板等方式，在編譯階段，綁定到正確的方法上去。

1.迭代器

迭代器類型打通的基本方法

• 不單單是指的值，會有經常使用的五種類型
  • value_type
  • difference_type
  • pointer
  • reference
    • 主要區分類型是否可變，左值OR右值
  • iterator_category
    • 根據支持的操做分爲5類

      

// 方法內部須要使用類型的狀況
// 迭代器所指類型(T)的傳遞，暴露func,具體實如今func_impl中
template<typename I, typename T>
void func_impl(I iter, T t) {
    T tmp; 
    // 略
}

template<typename I>
inline void func(I iter) {
    func_impl(iter, *iter);
}

//方法返回值須要使用類型的狀況
//能夠經過設置統一的聲明內嵌類型解決，可是沒法應用於原生類型例如指針
//經過特化解決

template<class I> struct iterator_traits { //stl實現的迭代器類，須要聲明內嵌類型value_type等
    typedef typename I::value_type value_type;
    typedef typename I::difference_type difference_type;
    typedef typename I::pointer pointer;
    typedef typename I::reference reference;
    typedef typename I::iterator_category iterator_category;
};

template<typename T>
struct iterator_traits<T*> {  // 指針類型特化
    typedef T value_type;
    typedef ptrdiff_t difference_type; //定義於cstddef頭文件
    typedef T* pointer;
    typedef T& reference;
    typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
};

template<typename T>
struct iterator_traits<const T*> {  // 底層const指針類型特化
    typedef T value_type;
    typedef ptrdiff_t difference_type;
    typedef const T* pointer;
    typedef const T& reference;
    typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
};

// STL源碼中的相關特性選擇ex：以advance爲例，經過iterator_category類型，重載__advance
__advance(i, n, iterator_category(i));  //相關使用

// iterator_category 的實現
template<class I> inline typename iterator_traits<I>::iterator_category iterator_category(const I&) {
    typedef  typename iterator_traits<I>::iterator_category category;
    return category();              // 由於category實際是一個類，實際上由於class 會有繼承關係，相關函數參數爲父類，則子類無需特化時，無需重複實現，即無需全部函數都實現5個iterator_category重載的版本
}
複製代碼

//爲了確保全部iterator都實現了5個內嵌類別，STL提供了一個基類

template<typename Category, typename T, typename Distance=ptrdiff_t, typename Pointer=T*, typename Reference=T&>
struct iterator{
    typedef Category iterator_category;
    typedef T value_type;
    typedef Distance difference_type;
    typedef Pointer pointer;
    typedef Reference reference;
};

template <typename Item>
struct ListIter: public std::iterator<std::forward_iterator_tag, Item>
{};
複製代碼

2.__type_traits

• iterator_traits負責萃取迭代器的特性
• __type_traits是相似iterator_traits的技法，STL將其擴展到了迭代器之外，負責萃取type的特性，主要用於優化構造，析構，拷貝構造和賦值構造

// 定義的兩個標誌，用做相關方法傳參
struct __true_type{};
struct __false_type{};
複製代碼

template<class type> struct __type_traits {
    typedef __true_type this_dummy_member_must_be_first; //和編譯器的一個約定，必須第一個，可是代碼邏輯使用不到
    
    typedef __false_type has_trivial_default_constructor;
    typedef __false_type has_trivial_copy_constructor;
    typedef __false_type has_trivial_assignment_constructor;
    typedef __false_type has_trivial_distructor;                  //前四個對應，是不是能夠省略調用的構造函數和析構函數
    typedef __false_type is_POD_type;                             //plainOldData,這些類型沒有構造和析構函數，沒有虛函數，c++基本類型都是
};

複製代碼