最近在網上看到了一個C++類型轉換判斷的高效實現，分享出來共同學習。作者使用了sizeof關鍵詞、函數重載與可變參數的功能，功能實現得簡潔優雅。Talk is cheap, show me the code~
#include <iostream>
using namespace std;
template<class T, class U>
class CHECK_TYPE{
class OTHER {char st[2];};
static char Test(U);
static OTHER Test(...);
static T USAGE();
public:
enum {result = sizeof(Test(USAGE())) == sizeof(char)};
};
class A {
};
class B : public A {
};
class C {
};
int main(){
cout << CHECK_TYPE<double, int>::result << endl;
cout << CHECK_TYPE<int, double>::result << endl;
cout << CHECK_TYPE<B, A>::result << endl;
cout << CHECK_TYPE<C, A>::result << endl;
}
分析：
- 使用類模板生成某兩個具體類型轉換判斷的具體類實現并在初始化的時候完成類型能否進行轉化的結果；
- 通過重載Test來表達出編譯器對于類型的判斷；
- 借助于sizeof關鍵字的特性，只定義了函數聲明表達返回類型，無需具體的定義，判斷時也無需執行函數；
- sizeof消耗最小，無函數調用，整個實現編譯期已完成；而用typeinfo，typeid等需要解析，屬于runtime。
代碼中用到了可變參數。可變參數最典型的應用大概就是printf和scanf，原理是通過函數調用時候將類型、數目可變的參數全部壓入函數調用棧，并定義了參數獲取的宏來實現。以下面的函數定義為例，
void test(int count, ...)
{
... //do some stuff
}
由于函數參數壓棧順序是從右至左，所以在各個可變參數壓入調用棧之后，count變量被壓入相鄰的低位棧地址（由于棧空間的使用由高位地址到低位地址增長）。使用傳入的可變變量時，需要依賴count變量來初始化可變參數的初試地址。以上面函數的實現為例：
#include<stdarg.h>
//假設傳入的可變參數都是整形變量，并且由count指示傳入的可變參數的具體數量
void test(int count, ...)
{
va_list st;
va_start(st,count);
for(int i = 0; i < count; ++i)
{
cout<<va_arg(st, int)<<endl;
}
va_end(ap);
}
其中使用va_list類型表示可變參數，并用到了三個宏，分別是va_start、va_arg、va_end來實現可變參數的訪問。va_list在stdarg.h頭文件中被定義為char *類型
typedef char * va_list;
而三個宏的定義如下（這里只找到了win平臺的實現，Linux平臺的實現應該與之類似）：
#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )
#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )
#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )
通過宏定義，不難看出
- va_start負責初始化可變參數的訪問地址；
- va_end負責將指針置空；
- va_arg負責根據類型長度訪問ap一段內存地址取出類型為t的數據，并將指針后移；
（1. ap += _INTSIZEOF(t)：將ap指向下一個參數的地址）
（2. *(t *)(ap - _INTSIZEOF(t))：得到當前參數地址，并強制類型轉換成指定類型） - _INTSIZEOF負責地址的對齊問題
最后，回到文章題目，關于類型轉換判斷的功能，C11中有stl::is_convertable的新feature，但是這個版本的實現顯得簡潔易懂。
感謝code作者 yunchenglu
