Re: [語法] Template與Inheritance結合??

[yoco315 (眠月)]

※ 引述《clifftsai (嚕來嚕肥)》之銘言：
:         template
:         <
:                 class ThreadLock
:         >
:         class FSDB : ThreadLock

先看兩種大家都很熟悉的語法
┌───────────────────────────
│template < class T > 
│class Foo 
│{
│        T value ;
│} ;
└───────────────────────────
很單純的 class template，看你 T 給什麼型別，value 就是什麼型別。

┌───────────────────────────
│class Foo : Bar
│{
│        ...
│} ;
└───────────────────────────
很簡單的繼承，Foo 繼承 Bar，沒有指明繼承的形式表示是 private 繼承。

然後兩者合一
┌───────────────────────────
│template < class T >
│class Foo : T
│{
│        ...
│} ;
└───────────────────────────
看起來很玄，其實就是 Foo 繼承 T，
不過這個 T 是個 template，
看你 T 給什麼型別，Foo 就繼承什麼型別，
沒有指明繼承的形式表示是 private 繼承。

當你寫 Foo<A> 表示是一個 "Foo 繼承 A" 的型別
當你寫 Foo<B> 表示是一個 "Foo 繼承 B" 的型別
當你寫 Foo<C> 表示是一個 "Foo 繼承 C" 的型別
就是這樣。

Loki::Typelist 還有用到類似這樣的寫法
┌───────────────────────────
│template < class T, template <class> class U >
│Foo : T < U >
│{
│}
└───────────────────────────
這個 Foo 有兩個型別參數，
而且第一個型別必須是一個 class template，
Foo 繼承了 "T 以 U 具現" 這個型別，
看起來很酷，不過除了很酷以外，這可以幹嘛？

這可以用來實作 HierarchyGenerators 技術。

有的時候你需要一系列的 data member 跟是 member funciton
但是 template 在這個地方似乎就像個嬰兒一樣無能為力
這個時候你唯一的選擇好像就是複製貼上

舉個例子來說
我要設計一套影像處理類別庫
在設計一些基礎的影像類別的時候
我想要遵行「實作與介面分離的抽象性」
所以我不準備提供任何 public 的 data member
取而代之的是我準備為每個 data member 提供一個 function 來存取 data member
像這樣
┌───────────────────────────
│class RGB_Image
│{
│    private :
│        Array2D R_ ;
│        Array2D G_ ;
│        Array2D B_ ;
│    public :
│        Array2D & R() { return R_ ; }
│        Array2D & G() { return G_ ; }
│        Array2D & B() { return B_ ; }
│} ;
└───────────────────────────

然後當我準備設計另外一種影像類別的時候，例如 Lab
那就是這樣
┌───────────────────────────
│class Lab_Image
│{
│    private :
│        Array2D L_ ;
│        Array2D a_ ;
│        Array2D b_ ;
│    public :
│        Array2D & L() { return L_ ; }
│        Array2D & a() { return a_ ; }
│        Array2D & b() { return b_ ; }
│} ;
└───────────────────────────

然後我還要提供一種 YMCK 的影像類別
┌───────────────────────────
│class YMCK_Image
│{
│    private :
│        Array2D Y_ ;
│        Array2D M_ ;
│        Array2D C_ ;
│        Array2D K_ ;
│    public :
│        Array2D & Y() { return Y_ ; }
│        Array2D & M() { return M_ ; }
│        Array2D & C() { return C_ ; }
│        Array2D & K() { return K_ ; }
│} ;
└───────────────────────────

大家都是聰明人，已經發現到我在作重工，
這些千篇一律的白痴程式碼正在不斷腐蝕著程式設計師的腦細胞，
然後如果我還打算提供 HSV 或是其他等等等等的影像格式的話，
那我就要繼續這些重複性很高的智障程式碼。

其實複製貼上也不過就是按個兩下，沒什麼難，
問題是在於，手工的東西多了，錯誤的機會就會增加，
而且以後修改跟擴充的難度會比較高。
這些程式碼明明就有很高的重複性，
但是你好像沒辦法用 template 來解決這個問題。

事實上是可以的，
Loki::HierarchyGenerator 成功的利用 template 把這樣的程式碼生成機制自動化。
(HierarchyGenerator 有兩種)

我現在可以這樣做
┌───────────────────────────
│template < typenamep T >
│class Holder
│{
│    private:  T value_ ;
│    public:   T & value() { return value_ ; }
│} ;
│
│typedef TYPELIST_3 ( Array2D, Array2D, Array2D ) RGB_Typelist ;
│typedef TYPELIST_3 ( Array2D, Array2D, Array2D ) HSV_Typelist ;
│typedef TYPELIST_3 ( Array2D, Array2D, Array2D ) Lab_Typelist ;
│typedef TYPELIST_4 ( Array2D, Array2D, Array2D, Array2D ) YMCK_Typelist ;
│
│typedef Loki::GenScatterHierarchy < RGB_Typelist , Holder > RGB_Image ;
│typedef Loki::GenScatterHierarchy < HSV_Typelist , Holder > HSV_Image ;
│typedef Loki::GenScatterHierarchy < Lab_Typelist , Holder > Lab_Image ;
│typedef Loki::GenScatterHierarchy < YMCK_Typelist, Holder > YMCK_Image ;
└───────────────────────────

儘管很難相信，但我已經定義完這四種影像型別了，
每一個 class 都有該有的 data member 以及相對應用來存取的 member function，
而且之後每新增一種類別只需要多兩行程式碼來 typedef，
如果你覺得每次宣告物件的時候可以很勤勞的打上全名沒關係，
那連這兩行都可以省去。

你可以這樣存取每一個資料成員..

    RGB_Image img ;
    Loki::Field<0>(img).value() = ...
    Loki::Field<1>(img).value() = ...
    Loki::Field<2>(img).value() = ...

真是酷！

Loki::HierarchyGenerators 會根據你給的 Typelist，
（就是一串型別，像是這樣 int, int, double, Foo, Bar ）
使用遞迴繼承自己的方法，
來讓最後一個類別擁有全部所需的 data member 跟 member function。
我這邊只是講一下他可以怎麼用，
實作細節有興趣的話可以看 《Modern C++ Design》。

-
感謝大家的指正跟補充 @@
HierarchyGenerator 只是 Typelist 一個主要的應用，
我把兩者混在一起是錯誤的。
另外我弄錯預設的繼承屬性真是天大的笑話 XD 抱歉萬分

--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.113.129.180
※ 編輯: yoco315         來自: 140.113.129.180      (04/18 10:30)
推 qrtt1:好詳細啊XD
推 cplusplus:恩 好多字啊 XD 辛苦呀
推 UNARYvvv:酷~
推 SHBK:沒有指名繼承形式的話default 是 private derivation?
推 sunkill:對 書上看到的也是 private 不過還是推
→ yoco315:我常常犯錯 QQ 大家發現的時候記得嘲笑我 QQ
推 godfat:參考 Loki::Tuple
※ 編輯: yoco315         來自: 140.113.129.180      (04/18 18:28)
推 yaca:真的很詳細，感謝大大的用心
推 SHBK:瑕不掩瑜 好文推一個 下面那篇也是好文