STL源码剖析-3

2.迭代器(iterators)概念和traits编程技法

STL的中心思想是将container和 algotithmn分离开,独立设计，最后再以胶合剂把他们撮合到一块儿。

• 简而言之traits存储着不一样迭代器的特性，traits对不一样的iterators求结果，经过函数重载，模板等方式，在编译阶段，绑定到正确的方法上去。

1.迭代器

迭代器类型打通的基本方法

• 不单单是指的值，会有经常使用的五种类型
  • value_type
  • difference_type
  • pointer
  • reference
    • 主要区分类型是否可变，左值OR右值
  • iterator_category
    • 根据支持的操做分为5类

      

// 方法内部须要使用类型的状况
// 迭代器所指类型(T)的传递，暴露func,具体实如今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);
}

//方法返回值须要使用类型的状况
//能够经过设置统一的声明内嵌类型解决，可是没法应用于原生类型例如指针
//经过特化解决

template<class I> struct iterator_traits { //stl实现的迭代器类，须要声明内嵌类型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*> {  // 指针类型特化
    typedef T value_type;
    typedef ptrdiff_t difference_type; //定义于cstddef头文件
    typedef T* pointer;
    typedef T& reference;
    typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
};

template<typename T>
struct iterator_traits<const T*> {  // 底层const指针类型特化
    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源码中的相关特性选择ex：以advance为例，经过iterator_category类型，重载__advance
__advance(i, n, iterator_category(i));  //相关使用

// iterator_category 的实现
template<class I> inline typename iterator_traits<I>::iterator_category iterator_category(const I&) {
    typedef  typename iterator_traits<I>::iterator_category category;
    return category();              // 由于category实际是一个类，实际上由于class 会有继承关系，相关函数参数为父类，则子类无需特化时，无需重复实现，即无需全部函数都实现5个iterator_category重载的版本
}
复制代码

//为了确保全部iterator都实现了5个内嵌类别，STL提供了一个基类

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>
{};
复制代码

2.__type_traits

• iterator_traits负责萃取迭代器的特性
• __type_traits是相似iterator_traits的技法，STL将其扩展到了迭代器之外，负责萃取type的特性，主要用于优化构造，析构，拷贝构造和赋值构造

// 定义的两个标志，用做相关方法传参
struct __true_type{};
struct __false_type{};
复制代码

template<class type> struct __type_traits {
    typedef __true_type this_dummy_member_must_be_first; //和编译器的一个约定，必须第一个，可是代码逻辑使用不到
    
    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;                  //前四个对应，是不是能够省略调用的构造函数和析构函数
    typedef __false_type is_POD_type;                             //plainOldData,这些类型没有构造和析构函数，没有虚函数，c++基本类型都是
};

复制代码