Павел Кузнецов - Симуляция частичной специализации

• Название: Симуляция частичной специализации
• Автор: Павел Кузнецов
• Издательство: RSDN Group
• Жанр: Программирование

---

Использовать полученную метафункцию IsPointer‹T› для симуляции частичной специализации по виду аргумента шаблона можно примерно следующим образом:

// Реализация общего случая: T не является указателем.

template‹class T›

class C_ {

 //…

};

// Реализация случая, когда T является указателем.

template‹class T›

class C_ptr_ {

 //…

};

// Traits для случая, когда T является указателем

template‹bool T_is_ptr›

struct CTraits {

 template‹class T›

 struct Args {

  typedef C_ptr_‹T› Base;

 };

};

// Traits для случая, когда T не является указателем.

template‹›

struct CTraits‹false› {

 template‹class T› struct Args {

  typedef C_‹T› Base;

 };

};

// Класс, предназначенный для использования клиентами.

template‹class T›

class C: public CTraits‹IsPointer‹T›::value›::template Args‹T›::Base {

 //…

};

Ограничения

Приведенная техника симуляции частичной специализации обладает некоторыми ограничениями по сравнению с «настоящей» частичной специализацией шаблонов классов.

Одним из наиболее заметных ограничений является то, что дискриминирующие функции, применяющиеся при создании многих метафункций, требуют объявления переменной, поэтому не работают с абстрактными классами. Например, в случае с IsPointer‹T› объявляется статическая переменная t_. Несмотря на то, что ее определение не требуется, специализация шаблона IsPointer‹T› абстрактным классом приведет к ошибке компиляции. По этой же причине приходится предоставлять специализации шаблонов метафункций для void.

Другим ограничением является то, что некоторые метафункции, построенные с использованием дискриминирующих функций, например, IsConst‹T›, IsVolatile‹T›, IsReference‹T› и т.п., некорректно работают в случае, если T имеет квалификаторы и const и volatile одновременно (например, const volatile int&). Существующая реализация метафункций IsConst‹T› и IsVolatile‹T› без «настоящей» частичной специализации сводится к использованию соответствующих дискриминирующих функций:

TrueType const_discriminator(const volatile void*);

FalseType const_discriminator(volatile void*);

template‹class T›

struct IsConst {

private:

 static T t_;

public:

 enum {value = sizeof(const_discriminator(&t_)) == sizeof(TrueType)};

};

template‹›

class IsConst‹void› {

public:

 enum {value = false};

};

TrueType volatile_discriminator(const volatile void*);

FalseType volatile_discriminator(const void*);

template‹class T›

struct IsVolatile {

private:

 static T t_;

public:

 enum {value = sizeof(volatile_discriminator(&t_)) – sizeof(TrueType)};

};

template‹›

class IsVolatile‹void› {

public:

 enum {value = false};

};

Очевидно, что эти метафункции не работают, если в качестве аргумента им передан тип имеющий как const, так и volatile квалификацию. Реализация IsReference‹T› основывается на том факте, что добавление cv-квалификации к ссылке игнорируется:

template‹class T›

class IsReference {

private:

 typedef T const volatile cv_t_;

public:

 enum {value = !IsConst‹cv_t_›::value || !IsVolatile‹cv_t_›::value};

};

template‹› class IsReference‹void› {

public:

 enum {value = false};

};

Так как метафункция IsReference‹T› использует метафункции IsConst‹T› и IsVolatile‹T›, естественно, что она имеет те же недостатки.

ПРИМЕЧАНИЕ Описание и анализ других полезных метафункций, основанных на дискриминирующих функциях, выходит за рамки данной статьи и оставляется в качестве упражнения читателю. Например, можно построить метафункцию IsDerived‹T, Base›, позволяющую специализировать шаблоны для наследников определенного класса.

Еще одним достаточно важным ограничением техник симуляции частичной специализации является то, что еще никому не удавалось (и вряд ли удастся), например, получить тип T, имея T&. С использованием «настоящей» частичной специализации эта задача решается тривиально:

template‹class T›

struct RemoveReference {

 typedef T Type;

};

template‹class T›

struct RemoveReference‹T&› {

 typedef T Type;

};

Заключение

Описанная техника позволяет использовать преимущества частичной специализации шаблонов классов даже в случае отсутствия соответствующей поддержки со стороны компилятора. Комбинация приведенной методики с метафункциями при необходимости позволяет описывать достаточно сложные условия специализации шаблонов.

Единственным «серьезным» требованием к компилятору является наличие реализации шаблонов членов классов. Симуляция частичной специализации была проверена на следующих компиляторах:

•Microsoft Visual C++ 7.0 aka .NET

•Microsoft Visual C++ 6.0 SP4, SP5

•Intel C++ Compiler 4.0, 5.1, 6.0

•Borland C++ Command-line Compiler 5.51, 5.6

•GNU GCC 2.95.3-5

•Comeau C++ Compiler Online Version (compiled only)

Хотя последние четыре и поддерживают частичную специализацию, иногда может быть полезным прибегать к технике симуляции в случае одновременного использования нескольких компиляторов, один из которых «не дорос» до частичной специализации. При этом удобно, если использование условной компиляции можно минимизировать.

Комментарии:

template‹class TRet, class TP1›

class CDelegate1 {

 //…

};

template‹class TP1›

class CDelegate1‹bool, TP1› {

 //…

};

template‹class TRet, class TP1, class TP2›

class CDelegate2 {

 //…

};

template‹class TP1, class TP2›

class CDelegate2‹bool, TP1, TP2› {

//…

};

и т.д…

Андрей 20.3.2003 12:22 ... и статической T не надо

А мне как то больше понравился такой вариант (где нет статического T _t):

template‹class T›

class IsPointer {

private:

 struct TrueType { char dummy_ [1]; };

 struct FalseType { char dummy_ [2]; };

 struct PointerShim { PointerShim(const volatile void*); };

 static TrueType ptr_discriminator(PointerShim);

 static FalseType ptr_discriminator(…);

 static T rett();

public:

 enum {value = sizeof(ptr_discriminator(rett())) == sizeof(TrueType)};

};

template‹›

class IsPointer‹void› {

public:

 enum {value = false};

};

Кстати, еще неплохо было бы дабавить IsArray, который таки почти смог добить Андрей Тарасевич в одном из топиков форума С++

PS Павел, кстати, эту же статью от вас я уже видел в каком то online издании… Или я ошибаюсь?

Andrew S 7.3.2003 17:50 А ссылку на boost.org?

Почему не указал ссылку на boost.org? Там уж намного больше готовых функций, чем ты привёл.

limax 7.3.2003 15:1