unspecified_bool_type 手法
2008-04-04 18:10
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在 C++ 中,有时候我们需要一个自定义类型能够支持 if(obj) 和 if(!obj) 之类的语法,也就是说
MyClass obj;
if(obj)
{
//do something
}
if(!obj)
{
//do something
}
这个需要在智能指针的实现中尤其明显,因为它可以保证与原生 C++ 指针在用法上的一致性。明显的解决方法是重载 operator bool() 转换,但是这样问题太多,Effective C++ 里面有讨论。还有一个办法是重载 operator ! ,但是这样我们就不得不用 if(!!obj) 这样丑陋的语法来表达 if(obj) 。
在 Boost 里面,广泛运用的是所谓的 unspecified_bool_type 手法,例如在 shared_ptr 里面:
typedef T * this_type::*unspecified_bool_type;
operator unspecified_bool_type() const // never throws
{
return px == 0? 0: &this_type::px;
}
这样一来,
shared_ptr sp;
if(sp)
{}
if(!sp)
{}
会成功,而
int i = sp;
会失败。解决了前面所述的问题。
但是对于我们这样的懒人,每次少写几个字总是好的,而这个手法是如此常用,以至于我们想要把它提取出来,变成一个 safe_bool 基类:
class safe_bool
{
protected:
void safe_bool_true() const {}
typedef safe_bool this_type;
typedef void (this_type::*safe_bool_type)() const;
};
现在,要用的时候只需要
class MyClass : public safe_bool
{
public:
operator safe_bool_type() const // never throws
{ return is_false() ? 0 : &this_type::safe_bool_true; }
//...
};
其中 is_false 是 MyClass 定义的,其具体的写法和语义可以由 MyClass 的作者决定。当然这种做法是太不彻底了,我们不希望把写 operator safe_bool_type 的任务留给继承者,所以,有了下面这个可行(但是很笨)的办法:
class safe_bool
{
private:
void safe_bool_true() const {}
typedef safe_bool this_type;
typedef void (this_type::*safe_bool_type)() const;
protected:
virtual bool operator!()const = 0;
public:
operator safe_bool_type() const // never throws
{ return operator!() ? 0 : &this_type::safe_bool_true; }
};
它要求继承它的类重载 operator ! ,例如:
class MyClass : public safe_bool
{
int data;
public:
bool operator!() const
{ return data == 0; }
};
然而这绝对不是个优雅的办法,因为要求所有的继承者重载 operator ! 毕竟是有点无理,而且它引入了一个虚函数,由于继承 safe_bool 的类往往本身就很小(例如智能指针),而且很可能原本是没有虚函数的,为了这么一个目的引入虚函数指针实在太不划算了。
(还在想办法,可能有人已经做过了,欢迎交流)
---------------------------------------------------------------------------------------------------
看到了这篇文章,对这个主题讲得详细深入,和大家共享:
The Safe Bool Idiom
by Bjorn Karlsson
顺便也把它的程序贴过来备忘
MyClass obj;
if(obj)
{
//do something
}
if(!obj)
{
//do something
}
这个需要在智能指针的实现中尤其明显,因为它可以保证与原生 C++ 指针在用法上的一致性。明显的解决方法是重载 operator bool() 转换,但是这样问题太多,Effective C++ 里面有讨论。还有一个办法是重载 operator ! ,但是这样我们就不得不用 if(!!obj) 这样丑陋的语法来表达 if(obj) 。
在 Boost 里面,广泛运用的是所谓的 unspecified_bool_type 手法,例如在 shared_ptr 里面:
typedef T * this_type::*unspecified_bool_type;
operator unspecified_bool_type() const // never throws
{
return px == 0? 0: &this_type::px;
}
这样一来,
shared_ptr sp;
if(sp)
{}
if(!sp)
{}
会成功,而
int i = sp;
会失败。解决了前面所述的问题。
但是对于我们这样的懒人,每次少写几个字总是好的,而这个手法是如此常用,以至于我们想要把它提取出来,变成一个 safe_bool 基类:
class safe_bool
{
protected:
void safe_bool_true() const {}
typedef safe_bool this_type;
typedef void (this_type::*safe_bool_type)() const;
};
现在,要用的时候只需要
class MyClass : public safe_bool
{
public:
operator safe_bool_type() const // never throws
{ return is_false() ? 0 : &this_type::safe_bool_true; }
//...
};
其中 is_false 是 MyClass 定义的,其具体的写法和语义可以由 MyClass 的作者决定。当然这种做法是太不彻底了,我们不希望把写 operator safe_bool_type 的任务留给继承者,所以,有了下面这个可行(但是很笨)的办法:
class safe_bool
{
private:
void safe_bool_true() const {}
typedef safe_bool this_type;
typedef void (this_type::*safe_bool_type)() const;
protected:
virtual bool operator!()const = 0;
public:
operator safe_bool_type() const // never throws
{ return operator!() ? 0 : &this_type::safe_bool_true; }
};
它要求继承它的类重载 operator ! ,例如:
class MyClass : public safe_bool
{
int data;
public:
bool operator!() const
{ return data == 0; }
};
然而这绝对不是个优雅的办法,因为要求所有的继承者重载 operator ! 毕竟是有点无理,而且它引入了一个虚函数,由于继承 safe_bool 的类往往本身就很小(例如智能指针),而且很可能原本是没有虚函数的,为了这么一个目的引入虚函数指针实在太不划算了。
(还在想办法,可能有人已经做过了,欢迎交流)
---------------------------------------------------------------------------------------------------
看到了这篇文章,对这个主题讲得详细深入,和大家共享:
The Safe Bool Idiom
by Bjorn Karlsson
顺便也把它的程序贴过来备忘
class safe_bool_base { protected: typedef void (safe_bool_base::*bool_type)() const; void this_type_does_not_support_comparisons() const {} safe_bool_base() {} safe_bool_base(const safe_bool_base&) {} safe_bool_base& operator=(const safe_bool_base&) {return *this;} ~safe_bool_base() {} }; template class safe_bool : public safe_bool_base { public: operator bool_type() const { return (static_cast(this))->boolean_test() ? &safe_bool_base::this_type_does_not_support_comparisons : 0; } protected: ~safe_bool() {} }; template<> class safe_bool : public safe_bool_base { public: operator bool_type() const { return boolean_test()==true ? &safe_bool_base::this_type_does_not_support_comparisons : 0; } protected: virtual bool boolean_test() const=0; virtual ~safe_bool() {} }; template void operator==(const safe_bool& lhs,const safe_bool[u]& rhs) { lhs.this_type_does_not_support_comparisons(); return false; } template void operator!=(const safe_bool& lhs,const safe_bool[u]& rhs) { lhs.this_type_does_not_support_comparisons(); return false; }Here's how to use
safe_bool:
class Testable_with_virtual : public safe_bool<> { protected: bool boolean_test() const { // Perform Boolean logic here } }; class Testable_without_virtual : public safe_bool { public: bool boolean_test() const { // Perform Boolean logic here } };
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