c++ 泛型程式設計 之 TypeLists

完整程式碼 在 

 http://download.csdn.net/detail/zhuyingqingfen/8457091

關於 C++ 泛型中的 TypeTraits ，參考 c++ 泛型程式設計 之 TypeTraits

#ifndef TYPE_LISTS_H_
#define TYPE_LISTS_H_


#include <iostream>
#include <string>
#include "typetraits.h"

/*
TypeLists 內部沒有任何數值（value)，他們的實體是空的，不含有任何狀態，也未定義任何函式。
執行期間TypeLists也不帶任何數值，他們存在的理由只是為了攜帶型別資訊。TypeLists 並未打算被具
現化。因此，當我們說“a TypeListL”，實際指的是一個typelist型別，不是一個typelist 物件。
規定 typelist 必須以NullType(類）結尾，NullType可被視為一個結束符號，類似於c字串的\0功能，
定義一個只有一個元素的typelist如下：
typedef Typelist<int,NullType> OneTypeOnly.
*/
template<class T,class U>
struct Typelist
{
	typedef T Head;
	typedef U Tail;
};
//通過定義巨集 將typelist線性化
#define TYPELIST_0() NullType
#define TYPELIST_1(T1) Typelist<T1,TYPELIST_0()>
#define TYPELIST_2(T1,T2) Typelist<T1,TYPELIST_1(T2)>
#define TYPELIST_3(T1,T2,T3) Typelist<T1,TYPELIST_2(T2,T3)>
#define TYPELIST_4(T1,T2,T3,T4) Typelist<T1,TYPELIST_3(T2,T3,T4)>
#define TYPELIST_5(T1,T2,T3,T4,T5) Typelist<T1,TYPELIST_4(T2,T3,T4,T5)>

//計算TypeList長度
//大多數Typelist的操作都是基於遞迴，遞迴終止條件通過模板特化實現。
template<class TList>struct Length;
template<>struct Length<NullType>//Length的全特化，即，只匹配NullType。
{
	enum{value = 0};
};
template<class T,class U>
struct Length<Typelist<T,U> >//Length的扁特化，可匹配任何TypeList<T,U>型別，包括U同時也是Typelist的複合情況。
{
	enum{value = 1+Length<U>::value};
};
//2 索引式訪問
template <class TList,unsigned int index> struct TypeAt;
template<class Head,class Tail>
struct TypeAt<Typelist<Head,Tail>,0>
{
	typedef Head Result;
};
template<class Head,class Tail,unsigned int i>
struct TypeAt<Typelist<Head,Tail> ,i>
{
	typedef typename TypeAt<Tail,i-1>::Result Result;
};

//類似TypeAt功能，不過TypeAtNonStrict對逾界訪問更加寬容。
//比如TypeList的個數是3，那麼你不能使用TypeAt<TL3,3>::Result，這樣會編譯錯誤。
//但是TypeAtNonStrict<TL3,3,NullType>::Result可以，如果不存在索引為3的type，那麼結果是第三個引數即NullType
template <class TList, unsigned int i, typename DefType = NullType>
struct TypeAtNonStrict
{
	typedef DefType Result;
};
template <class T, class U, typename DefType>
struct TypeAtNonStrict< Typelist<T, U>, 0, DefType >
{
	typedef T Result;
};
template <class T, class U, unsigned int i, typename DefType>
struct TypeAtNonStrict< Typelist<T, U>, i, DefType >
{
	typedef typename TypeAtNonStrict<U, i - 1, DefType>::Result Result;
};

//3 查詢TypeList
template<class TList,class T> struct IndexOf;//宣告
template<class T>
struct IndexOf<NullType,T>//如果TList為NullType，那麼令value = -1；
{
	enum{value = -1};
};
template<class Tail,class T>
struct IndexOf<Typelist<T,Tail> ,T>//如果T是TList中的頭端，那麼令value= 0；
{
	enum{value = 0};
};
template<class Head,class Tail,class T>//將IndexOf施於TList尾端和T，並將結果置於一個臨時變數temp
struct IndexOf<Typelist<Head,Tail> ,T>//如果temp為-1，令value為-1，否則令value為1+temp
{
private:
	enum{temp = IndexOf<Tail,T>::value};//temp要先於value宣告定義。
public:
	enum{value = temp == -1 ? -1 : temp + 1};
};

//4 附加元素到typelist
template <class Tlist,class T>struct Append;//宣告
template<>struct Append<NullType,NullType>//如果TList是NULL而且T是NULL，那麼令Result為NullType
{
	typedef NullType Result;
};
template <class T> struct Append<NullType,T> //如果TList是NullType，且T是type(非typelist),
{                                           //那麼Result將是"只含有唯一元素的T";
	typedef TYPELIST_1(T) Result;
};
template <class Head,class Tail>
struct Append<NullType,Typelist<Head,Tail> >// 如果TList是NullType，且T是一個typelist，那麼Result便是T本身
{
	typedef Typelist<Head,Tail> Result;
};
template<class Head,class Tail,class T>//否則，如果Tlist是non-null，那麼result將是個typelist，以TList::Head
struct Append<Typelist<Head,Tail>,T>   //為起頭端，並以T附加到TList::Tail的結果為其尾端。
{
	typedef Typelist<Head,typename Append<Tail,T>::Result> Result;
};

//5 Reverse
template <class TList> struct Reverse;
template <>struct Reverse<NullType>
{
	typedef NullType Result;
};
template <class Head, class Tail>
struct Reverse< Typelist<Head, Tail> >
{
	typedef typename Append<
		typename Reverse<Tail>::Result, Head>::Result Result;
};


#endif

測試

void typelists_test()
{
	typedef TYPELIST_0() TL0;
	typedef TYPELIST_3(char,int,double) TL3;
	typedef TYPELIST_3(char,int,double) TL3_1;
	//Length
	std::cout<<Length<TL0>::value<<std::endl;
	std::cout<<Length<TL3>::value<<std::endl;

	//TypeAt
	typedef TypeAt<TL3,0>::Result Parm1;
	typedef TypeAt<TL3,1>::Result Parm2;
	typedef TypeAt<TL3,2>::Result Parm3;

	typedef TypeAtNonStrict<TL3,3,EmptyType>::Result TEST_TYPE;

	std::cout<<"Parm1 Type:"<<typeid(Parm1).name() <<" sizeof : "<< sizeof(Parm1)<<std::endl;
	std::cout<<"Parm2 Type:"<<typeid(Parm2).name() <<" sizeof : "<< sizeof(Parm2)<<std::endl;
	std::cout<<"Parm3 Type:"<<typeid(Parm3).name() <<" sizeof : "<< sizeof(Parm3)<<std::endl;
	std::cout<<"TEST_TYPE Type:"<<typeid(TEST_TYPE).name() <<" sizeof : "<< sizeof(TEST_TYPE)<<std::endl;

	//IndexOf
	std::cout<<"char indexof TL3 :"<<IndexOf<TL3,char>::value<<std::endl;
	std::cout<<"int indexof TL3 :"<<IndexOf<TL3,int>::value<<std::endl;
	std::cout<<"float indexof TL3 :"<<IndexOf<TL3,float>::value<<std::endl;

	//Append 
	typedef Append<TL3,int> TL4;//TL4不是一個TypeList
	typedef Append<TL3_1,TYPELIST_2(float,double)> TL5;
	std::cout<<"TL4 Length  :"<<Length<TL4::Result>::value<<std::endl;
	std::cout<<"TL5 Length  :"<<Length<TL5::Result>::value<<std::endl;

	//Reverse
	std::cout<<"Reverse result:"<<typeid(Reverse<TL3>::Result).name()<<std::endl;
}