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轉(zhuǎn)貼一篇文章，展示一下 C++ 的幾個(gè)重要特性，看懂這個(gè) C++ 就算基本懂了。
大家可以試試用 C 實(shí)現(xiàn)類似的功能，對(duì)大師應(yīng)該不是問(wèn)題，但是對(duì)像我這樣功力不足的，還是 C++ 好用一些。
http://www.stlchina.org/twiki/bin/view.pl/Main/BoostSource_any
Boost源碼剖析之：泛型指針類any之海納百川
作者:ppLiu（劉未鵬）
C++是強(qiáng)類型語(yǔ)言，所有強(qiáng)類型語(yǔ)言對(duì)型別的要求都是苛刻的，型別一有不合編譯器就會(huì)抱怨說(shuō)不能將某某型別轉(zhuǎn)換為某某型別，當(dāng)然如果在型別之間提供了轉(zhuǎn)換操作符或是標(biāo)準(zhǔn)所允許的一定程度的隱式轉(zhuǎn)換(如經(jīng)過(guò)非explicit構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建臨時(shí)變量的隱式轉(zhuǎn)換或是在int，long這些基本型別間的)又另當(dāng)別論�？偟恼f(shuō)來(lái)，為了保持型別安全，C++有嚴(yán)厲的要求。然而有時(shí)候程序員可能有這樣的需要:
int i;
iong j;
X x; //假設(shè)X為用戶定義的類
any anyVal=i;
... //use anyVal as a int value
anyVal=j;
... //use anyVal as a long value
anyVal=x;
... //use anyVal as a long value
考慮這樣的一個(gè)“泛型指針類”該如何設(shè)計(jì)是很有趣的事情。
1．它本身不能是模板類，因?yàn)槿绻悄０�，你必須為它的具現(xiàn)化提供模板參數(shù)。而事實(shí)上你并不想這樣做。你想讓同一個(gè)對(duì)象接受任意型別的數(shù)據(jù)。在上面的代碼中這個(gè)對(duì)象是anyVal。然而，如果你必須為它提供模板參數(shù)，那么上面的代碼看起來(lái)就會(huì)像這樣：
any<int> anyIntVal=i;
any<long> anyLongVal=j;
...
這顯然已經(jīng)喪失了anyVal的優(yōu)勢(shì)----以單個(gè)對(duì)象接受所有型別的數(shù)據(jù)。與其這樣還不如直接寫:
int anyIntVal=i;
int anyLongVal=j;
所以，any不能是模板類。
2．它必須提供某些有關(guān)它所保存的對(duì)象型別的信息。
3. 它必須提供某種方法將它保存的數(shù)值“取出來(lái)”。
事實(shí)上，Boost庫(kù)已經(jīng)提供了這樣的類boost::any，下面我就為你講述它的原理及構(gòu)造。
首先，any類里面一定要提供一個(gè)模板構(gòu)造函數(shù)和模板operator=操作符。因?yàn)槟惚仨氃试S用戶寫出：
any any_value(val); //val 的型別為任意的
any_value=val1; //val1 型別也是任意的
這樣的代碼。
其次，數(shù)據(jù)的存放之所是個(gè)問(wèn)題，顯然你不能將它保存在any類中，那會(huì)導(dǎo)致any類成為模板類，后者是明確不被允許的。數(shù)據(jù)應(yīng)該動(dòng)態(tài)存放，即動(dòng)態(tài)分配一個(gè)數(shù)據(jù)的容器來(lái)存放數(shù)據(jù)，而any類中則保存指向這個(gè)容器的指針，明確地說(shuō)，是指向這個(gè)容器的基類的指針，這是因?yàn)槿萜鞅旧肀仨殲槟０�，而any類中的指針成員又必須不是泛型的(因?yàn)閍ny不能是泛型的，所以any中所有數(shù)據(jù)成員都不能是泛型的)，所以，結(jié)論是：為容器準(zhǔn)備一個(gè)非泛型的基類，而讓指針指向該基類。
下面就看一看boost庫(kù)是如何具體實(shí)現(xiàn)這兩點(diǎn)的。
//摘自”boost/any.hpp”
class any
{
public:
class placeholder //泛型數(shù)據(jù)容器holder的非泛型基類
{
public: // structors
virtual ~placeholder() //虛析構(gòu)函數(shù)，為保證派生類對(duì)象能用基類指針析構(gòu)
{}
public: // queries
virtual const std::type_info & type() const = 0; //提供關(guān)于型別的信息
virtual placeholder * clone() const = 0; //復(fù)制容器
};
template<typename ValueType>
class holder : public placeholder //
{
public: // structors
holder(const ValueType & value) //
: held(value)
{}
public: // queries
virtual const std::type_info & type() const
{
return typeid(ValueType); //typeid返回std::typeinfo對(duì)象引用，后者包含任意
//對(duì)象的型別信息如name，還提供operator==操作符
//你可以用typeid(oneObj)==typeid(anotherObj)來(lái)比
//兩個(gè)對(duì)象之型別是否一致
}
virtual placeholder * clone() const
{
return new holder(held); //改寫虛函數(shù)，返回自身的復(fù)制體
}
public: // representation
ValueType held; //數(shù)據(jù)保存的地方
};//類定義結(jié)束
placeholder * content; //指向泛型數(shù)據(jù)容器holder的基類placeholder的指針
template<typename ValueType>
any(const ValueType & value)
: content(new holder<ValueType>(value)) //模板構(gòu)造函數(shù)，動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)容器并調(diào)用其構(gòu)
//造函數(shù)
{}
...
template<typename ValueType>
any & operator=(const ValueType & rhs) //與模板構(gòu)造函數(shù)一樣，但使用了swap慣用手法
{
any(rhs).swap(*this); //先創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)對(duì)象any(rhs)，再調(diào)用下面的swap函數(shù)進(jìn)行底層
//數(shù)據(jù)交換，注意與*this交換數(shù)據(jù)的是臨時(shí)對(duì)象，所以rhs的底層
//數(shù)據(jù)并未被更改，只是在swap結(jié)束后臨時(shí)對(duì)象擁有了*this的底
//層數(shù)據(jù)，而此時(shí)*this也擁有了臨時(shí)對(duì)象構(gòu)造時(shí)所擁有的rhs的數(shù)
//據(jù)的副本。然后臨時(shí)對(duì)象由于生命期的結(jié)束而被自動(dòng)析構(gòu)，*this
//原來(lái)的底層數(shù)據(jù)隨之煙消云散。
return *this;
}
any & swap(any & rhs) //swap函數(shù)，交換底層數(shù)據(jù)
{
std::swap(content, rhs.content); //只是簡(jiǎn)單地將兩個(gè)指針的值互換
return *this;
}
~any() //析構(gòu)函數(shù)
{
delete content; //釋放容器，用的是基類指針，這就是placeholder需要一個(gè)虛
//析構(gòu)函數(shù)的原因
}
...
};
這雖然并非any的全部源代碼，但是所有重要的思想已經(jīng)表露無(wú)遺。剩下的部分只是一些簡(jiǎn)單的細(xì)節(jié)，請(qǐng)參見boost庫(kù)的原文件。
“但是等等！”，你急切的說(shuō)：“你失去了型別的信息�！边�...的確，當(dāng)賦值的模板函數(shù)返回后你也就失去了關(guān)于型別的信息�？紤]下面你可能想要寫出的代碼：
int i=10;
boost::any anyVal=i;
int j=anyVal; //error，實(shí)際上你是想把a(bǔ)nyVal賦給另一個(gè)int型變量，這應(yīng)該以某種方式被允
//許，但決不是在any類中提供轉(zhuǎn)換操作符，因?yàn)槟闶孪炔⒉恢酪胊nyVal來(lái)承
//載何種型別的變量，所以轉(zhuǎn)換操作符無(wú)從給出。
當(dāng)轉(zhuǎn)換操作符的設(shè)想徹底失敗后，我們只能借助于某些“外來(lái)”的顯式轉(zhuǎn)換操作。就向static_cast<>一樣。Boost提供了any_cast<>，于是你可以這樣寫：
int j=any_cast<int>(anyVal);
事實(shí)上，any_cast的代碼是這樣的：
template<typename ValueType>
ValueType any_cast(const any & operand)
{
const ValueType * result = any_cast<ValueType>(&operand);//調(diào)用any_cast針對(duì)指針的版
//本。
if(!result) //如果cast失敗，即實(shí)際 保存的并非ValueType型數(shù)據(jù)，則拋出一個(gè)異常
throw bad_any_cast(); //派生自std::bad_cast
return *result;
}
而any_cast針對(duì)指針的版本是這樣：
template<typename ValueType>
ValueType * any_cast(any * operand)
{
return operand && operand->type() == typeid(ValueType) //這個(gè)型別檢查很重要，后面會(huì)
//對(duì)它作更詳細(xì)的解釋
1 ? &static_cast<any::holder<ValueType> *>(operand->content)->held:0; //這兒有個(gè)向下
//型別轉(zhuǎn)換
}
這兩個(gè)any_cast版本應(yīng)該很好理解。后版本中的型別檢查是必要的，如果沒(méi)有這個(gè)檢查，考慮以下代碼：
int i=10;
boost::any anyVal=i;
double d=any_cast<double>(anyVal); //如果沒(méi)有那個(gè)型別檢查，這將通過(guò)編譯且運(yùn)行期通常也不
//會(huì)出錯(cuò)，但是
//對(duì)d的賦值將會(huì)是非常奇怪的情形。
這將通過(guò)編譯，且運(yùn)行期通常竟然也不會(huì)出錯(cuò)，下面我為你解釋為什么會(huì)這樣。
boost::anyVal=i;其實(shí)將anyVal.content指針指向了一個(gè)holder對(duì)象(請(qǐng)回顧上面的代碼)。然后any_cast(anyVal)實(shí)際上調(diào)用了any_cast<>針對(duì)指針的重載版本，并將anyVal的地址傳遞過(guò)去，也就是轉(zhuǎn)到1處，因?yàn)檎{(diào)用的是any_cast，所以1處的代碼被編譯器特化為
2 static_cast<any::holder<double> *>(operand->content)->held
但是前面說(shuō)過(guò)，operand->content實(shí)際指向的是any::holder，所以這個(gè)static_cast<>是“非法”的，然而事實(shí)是：它能通過(guò)編譯！原因很簡(jiǎn)單，holder和holder都是placeholder的基類。將基類指針向派生類指針轉(zhuǎn)換被認(rèn)為是合法的。但這卻釀成大錯(cuò)，因?yàn)楸磉_(dá)式2的型別將因此被推導(dǎo)為double！原先holder只給int held;成員分配了sizeof(int)個(gè)字節(jié)的內(nèi)存，而現(xiàn)在卻要將int型的held當(dāng)作double型來(lái)使用，也就是說(shuō)使用sizeof(double)個(gè)字節(jié)內(nèi)存。所以這就相當(dāng)于：
int i=10;
double* pd=(double*)(void*)&i;
double d=*pd; //行為未定義，但通常卻不會(huì)出錯(cuò)，然而隱藏的錯(cuò)誤更可怕，你得到的d的值幾
//乎肯定不是你想要的。
使用typeinfo讓我們有可能在運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)這種型別不符并及時(shí)拋出異常。但有個(gè)違反直觀的事情是上面的那行錯(cuò)誤的代碼仍能通過(guò)編譯，并且你也無(wú)法阻止它通過(guò)編譯，因?yàn)閔older和holder都是placeholder的基類。所以只能期望程序員們清楚自己在做什么，要不然就給他個(gè)異常瞧瞧。
使用boost::any實(shí)現(xiàn)virtual template成員函數(shù)
如你所知，C++中沒(méi)有提供virtual template function。然而有時(shí)候你的確會(huì)有這種需要,any可以一定程度上滿足這種需要，例如，
class Base
{
public:
virtual void Accept(boost::any anyData)
{
...
}
};
class Derived:public Base
{public:
virtual void Accept(boost::any anyData)
{
...
}
};
這樣的Accept函數(shù)能夠接受任意類型的數(shù)據(jù)，并且是virtual函數(shù) |
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樓主: flyeon
念章.png "2016科比退役紀(jì)念章
日期:2017-02-08 23:49:43")
發(fā)表于 2007-05-31 20:05
發(fā)表于 2007-06-01 00:33
） “C++ 簡(jiǎn)單遠(yuǎn)程調(diào)用中間件設(shè)計(jì)”