元编程（c++）

在STL中为了提供通用的操作而又不损失效率，有一种特殊的技巧:   元编程技巧。

元编程是 通过定义一些结构体或类，并利用模板类特化和偏特化的能力，给模板类型赋予一些特性（如引发C++的函数重载机制）.

1、元编程的的特化版本

(1)默认的元编程模板版本

现在定义一个元编程可以获得类型的如下属性：
1） 是否存在non-trivial default constructor 
2） 是否存在non-trivial copy constructor
3）是否存在non-trivial assignment operator
4)   是否存在non-trivial destructor

struct __true_type {
};
struct __false_type {
};

template <class _Tp>
struct __type_traits {
   typedef __false_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __false_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __false_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __false_type    has_trivial_destructor;
};

先把所有的对象属性都设置为__false_type，然后在针对每个基本数据类型设计偏特化，可以实现函数的元编程效果.

（2）其他类型的偏特化模板

代码如下：

template <>
struct __type_traits<int> {
   typedef __true_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __true_type    has_trivial_destructor;
};

template <>
struct __type_traits<char> {
   typedef __true_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __true_type    has_trivial_destructor;
};

其他基本类型的__type_traits的偏特化版本

template <class _Tp>
struct __type_traits<_Tp*> {
   typedef __true_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __true_type    has_trivial_destructor;
   typedef __true_type    is_POD_type;
};

（3）自定义类型的偏特化模板

比如对与自定义的Shape类型，我们可以这样定义__type_traits<Shape>

struct __type_traits<Shape> {
   typedef __false_type    has_trivial_default_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_copy_constructor;
   typedef __true_type    has_trivial_assignment_operator;
   typedef __true_type    has_trivial_destructor;
   typedef __true_type    is_POD_type;
};

2、元编程的使用

依赖特化的模板函数，实现元编程，可以调用不同的函数。

template<class T>
void fun()
{
	typedef typename __type_traits<T>::has_trivial_constructor _Trivial_constructor;
	__fun(_Trivial_constructor()); // 根据得到的_Trivial_constructor来调用相应的函数
}

// 两个重载的函数
void _fun(_true_type)
{
	cout<<"fun(_true_type)called"<<endl;
}
void _fun(_false_type)
{
	cout<<"fun(_false_type)called"<<endl;
}
//测试代码
int main()
{
	//可以在各自的
	fun<char>();//会调用void _fun(_true_type)，来源于template <>struct __type_traits<char> {...}
	fun<int>();//会调用void _fun(_true_type),来源于template <>struct __type_traits<int> {...}
	fun<char *>();//会调用void _fun(_true_type)，来源于template <>struct __type_traits<_Tp*> {...}
	fun<double>();//会调用_fun(_false_type) ，来源于template <class _Tp>struct __type_traits{...}
}