Метапрограммирование и метафункции
Прежде чем перейти к изложению дальнейшего материала, полезно ввести понятия метапрограммирования и метафункции. Если внимательнее посмотреть на то, что происходит, когда компилятор встречает пример, подобный наследованию класса Matrix от MatrixTraits‹T›::…::Base, можно заметить, что фактически это является программированием компилятора. То есть, в данном случае компилятор как бы получает инструкцию: «если тип шаблона является типом float, то считать базовым классом Matrix_float_‹›, в противном случае – Matrix_‹›. Это можно рассматривать как программирование вычислений времени компиляции. Подобные техники иногда называют метапрограммированием шаблонами или просто метапрограммированием, а шаблоны, подобные MatrixTraits, – метафункциями.
Частичная специализация по виду аргумента шаблона
Одним из аспектов частичной специализации является возможность специализировать шаблон по виду аргумента, например, предоставить общую для всех указателей специализацию шаблона:
>template‹class T›
>class С {
> //…
>};
>template‹class T›
>class С‹T*› {
> //…
>};
Применительно к описанной технике, проблему можно свести к задаче создания метафункции, определяющей, является ли данный тип указателем:
>template‹class T›
>struct IsPointer {
> static const bool value =…;
>};
где IsPointer‹T›::value принимает значения true или false в зависимости от того, является ли тип T указателем.
ПРИМЕЧАНИЕ Так как некоторые компиляторы не поддерживают должным образом определение статических констант времени компиляции в теле класса, эта метафункция может быть переписана эквивалентным образом с использованием enum.
Задачу построения подобной метафункции решили в 2000 году сотрудники Adobe Systems Incorporated Мэт Маркус и Джесс Джонс. Суть решения сводится к использованию выражения вызова перегруженных функций внутри sizeof():
>// Типы TrueType и FalseType могут быть определены произвольным образом,
>// главное чтобы выполнялось условие: sizeof(TrueType)!= sizeof(FalseType).
>struct TrueType {char dummy_ [1];};
>struct FalseType {char dummy_ [100];};
>// Промежуточный класс PointerShim нужен,
>// чтобы избежать ошибочной работы метафункции
>// IsPointer в случае параметризации классом, в котором определен
>// оператор преобразования к указателю.
>struct PointerShim {
> PointerShim(const volatile void*);
>};
>// Т.к. функции ptr_discriminator на самом деле не вызываются, реализации не требуется.
>TrueType ptr_discriminator(PointerShim);
>FalseType ptr_discriminator(…);