在編譯時決定類型的可繼承性

一段C++的讀書筆記

給定任意2個類型U和T，你如何來確定U是否繼承于T呢？在編譯時發現兩個類型的這種關系對于泛型庫的優化是極為重要的。在泛型函數中，如果某個類實現了特定的接口，你可以根據這種關系為其利用特定的優化算法。另外，如果我們可以在編譯期決定2個類的關系，我們也可以遠離dynamic_cast，從而避免運行時的效率開銷。

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在著手解決這個問題之前，我們先來考慮一個更為一般的問題。假設我們有2個任意類型U和T，如何確定T能否自動轉換成U呢？

答案也許讓你有些驚訝，我們可以利用sizeof來幫忙。你可以把sizeof用在任何復雜的表達式上， sizeof可以返回這個表達式值的大小，而不會在運行時評估表達式的值。這也就意味著，你可以把函數重載、模版實例化、轉換規則等等所有你可以在C++表達式中使用的設施統統塞到sizeof中來。實際上，sizeof隱藏了一個可以演繹表達式類型的設施，最終，sizeof會返回表達式結果的類型。

這樣我們就可以通過sizeof和重載函數來解決判斷類型之間的可轉換性的問題。思路很簡單：我們提供2個重載函數，一個函數的參數是我們要轉換成的類型（我們用U表示），而另一個則用來接收其他所有類型的參數。然后我們把要檢測的類型（用T表示）傳遞給重載函數。如果接受類型U為參數的函數被調用了，我們就認為T可以轉換為U，反之則不可以。如何確定哪個函數被調用了呢？我們利用sizeof出馬，我們只要讓重載函數返回不同的類型，然后檢查一下返回值就可以了。

實踐一下：

首先，定義2個不同的類型：

默認情況下， sizeof(Small) 是 1 ，而 Big 的大小則無關緊要，我們只要知道肯定不是 1 就好了。

其次，定義 2 個重載函數，一個接收要轉換成的類型：

Small Test(U);

另一個用來接收“其他的所有類型”，我們要保證在排除所有的轉換之后才調用這個函數， OK, 用省略號表示的參數列表真好滿足需求

Big Test(...);

盡管把一個 C++ 對象傳遞給 ... 參數類型的函數，其結果未定義，但是實際上我們并沒有調用這個函數。我們甚至可以不用實現它。

最后，我們用 sizeof 判斷一下就完成任務了：

你也許會說，就是它了！ Test 的調用會創建一個臨時對象 T ，之后可能的結果只能是 sizeof(Small) 或 sizeof(Big) 。興奮之余，我們還要看到一個問題。如果 T 的構造函數被設計成 private ，我們就前功盡棄了。當然解決的方法也很簡單，定義一個函數，讓他返回類型為 T 的對象。

最后，把剛才的東西封裝到一個類里：

另外，我們還可以設置另外一個常量 Conversion::SameType ，如果 T 和 U 表示同一個類型，那么返回 true ：

之后為同一個類型設計一個偏特化版本：

最后，回到我們的主題，通過 Conversion 的幫助，我們可以來決定兩個類型的繼承性了。

當 U 繼承于 T 或者 U 和 T 是同一個類型的時候， SUPERSUBCLASS 返回 true 。總結一下，只有下面這 3 種情形 const U* 可以隱式轉換到 const T* ：

1.????? T 和 U 是同一個類型

2.????? T 是 U 的任意一個基類

3.????? T 是 void

我們通過第 2 個測試屏蔽了最后一種情形。當然，如果你認為同一種類型也不算是繼承關系的話，可以進一步嚴格其條件：

posted on 2006-05-15 17:20 nacci 閱讀(1553) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C++漫談