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C++基本类型对象化的一个方案

王朝c/c++·作者佚名  2006-01-09
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1.问题

在很多用C++开发服务器产品时,需要将不同的数据类型存储到一个容器中(有点类似HttpSession可以保存会话期间任意类型的数据),供其它使用程序查找。

在Java和C#中这是一个简单的问题,可以使用Object对象来实现类型无关的数据结构,并且很好的解决了内存回收等问题。

但C++中很难做到这一点,C++是一门静态类型语言,没有一个所有类型的基类。

2.一般方法

一般解决这个问题的办法是使用void*指针来存储数据,象下面的代码:

map<string,void*>

但是这样带来几个问题:

(1)因为C++在不知道类类型时无法正确的释放内存;

(2)很多使用者使用它时,释放内存的时机难于确定;

3.让它正确释放内存

我们可以定义一个公共的基类,让所有需要放到容器的类型继承它

class Object

{

public:

virtual ~Object(){cout<<"Object Destroy" << endl;}

};

由于使用了virtual析构函数因此可以确保delete obj的时可以正常工作。因此上面的容器定义变成了这样:

map<string,Object*>

4.让它知道何时释放内存

大家都知道,这时必须使用引用计数,不过很幸运有现成的,我们使用boost::share_ptr

map<string,boost::share_ptr<Object*> >

很好两个问题都已经解决,但如何向他们中加入C++的基本类型呢?

5.开发基本类型的封装类

基本类型很多,如果每一个都写一个类,太累了,我们可以定义一个模板,这里的难点是基本类型之间的操作符重载,不同类型之间的运算返回的类型并不相同,这就需要写很多重载函数,在这里我们使用Loki来简化这些操作。使用Loki的TypeList来自动计算应该是什么返回值

#include"Typelist.h" //Loki头文件

template <typename T>

class PrimerType:public Object

{

public:

typedef T value_type;//基本类型

typedef PrimerType<T> class_type;//基本类型的对象类型

public:

PrimerType()

:m_value((value_type)0)

{

}

template<typename Other>

PrimerType(const Other& value)

:m_value(value)

{

}

~PrimerType()

{

cout<<"PrimerType Destroy" << endl;

}

//基本类型转换操作符重载

operator value_type() const

{

return m_value;

}

//赋值操作符重载

const class_type& operator=(value_type value)

{

m_value=value;

return *this;

}

bool operator!( ) const

{

return !m_value;

}

//作为类成员的算术运算符操作符重载

class_type& operator++()

{// ++ 前缀

m_value+=1;

return *this;

}

const class_type operator++(int)

{// ++ 后缀

class_type oldValue=*this;

m_value+=1;

return oldValue;

}

class_type& operator--()

{// -- 前缀

m_value-=1;

return *this;

}

const class_type operator--(int)

{// -- 后缀

class_type oldValue=*this;

m_value-=1;

return oldValue;

}

class_type& operator+=(const value_type& value)

{

m_value+=value;

return *this;

}

//。。。省略-= /= *= &= |= ^= %= 等等

private:

value_type m_value;

friend istream& operator>><T> ( istream& is, class_type& ptvalue );

};

//流输入函数,不用输出(通过类型操作符重载自动完成)

template<typename T>

istream& operator>> ( istream& is, PrimerType<T>& ptvalue )

{

is >> ptvalue.m_value;

return is;

}

//基本类型重定义

typedef __int8 int8;

typedef __int16 int16;

typedef __int32 int32;

typedef __int64 int64;

typedef unsigned __int8 uint8;

typedef unsigned __int16 uint16;

typedef unsigned __int32 uint32;

typedef unsigned __int64 uint64;

//基本类型的对象类型

typedef PrimerType<bool> Boolean;

typedef PrimerType<int8> Int8;

typedef PrimerType<int16> Int16;

typedef PrimerType<int32> Int32;

typedef PrimerType<int64> Int64;

typedef PrimerType<uint8> UInt8;

typedef PrimerType<uint16> UInt16;

typedef PrimerType<uint32> UInt32;

typedef PrimerType<uint64> UInt64;

typedef PrimerType<float> Float;

typedef PrimerType<double> Double;

typedef PrimerType<long> Long;

typedef PrimerType<unsigned long> ULong;

//更友好的名字

typedef Int8 Char;

typedef Int16 Short;

typedef Int32 Int;

typedef UInt8 Byte;

typedef UInt16 UShort;

typedef UInt32 UInt;

//算术运算返回类型的traits,运算时以排在后面的类型返回

#define PRIMERTYPELIST TYPELIST_13(bool,int8,uint8,int16,uint16,int32,uint32,long,unsigned long,int64,uint64,float,double)

// |

// int

template <typename T1, typename T2>

struct ResultType_Traits

{

enum { lefttype_index =::Loki::TL::IndexOf<PRIMERTYPELIST,T1>::value};

enum { righttype_index =::Loki::TL::IndexOf<PRIMERTYPELIST,T2>::value};

enum { resulttype_index = (lefttype_index>righttype_index)?lefttype_index:righttype_index};

//在vc7.1下int32以前的类型做算术运算都返回int32类型

typedef typename ::Loki::TL::TypeAt<PRIMERTYPELIST, (resulttype_index<5)?5:resulttype_index >::Result result_type;

};

//作为全局的算术运算符操作符重载 + - * /

template<typename T1,typename T2>

typename ResultType_Traits<T1,T2>::result_type operator +(const PrimerType<T1>& lhs,const T2& rhs)

{

return (T1)lhs+rhs;

}

template<typename T1,typename T2>

typename ResultType_Traits<T1,T2>::result_type operator +(const T1& lhs,const PrimerType<T2>& rhs)

{

return lhs+(T2)rhs;

}

template<typename T1,typename T2>

typename ResultType_Traits<T1,T2>::result_type operator +(const PrimerType<T1>& lhs,const PrimerType<T2>& rhs)

{

return (T1)lhs+(T2)rhs;

}

//。。。省略 - * /等等

// 逻辑运算符重载

template<typename T1,typename T2>

bool operator ==(const PrimerType<T1>& lhs,const T2& rhs)

{

return (T1)lhs==rhs;

}

template<typename T1,typename T2>

bool operator ==(const T1& lhs,const PrimerType<T2>& rhs)

{

return lhs==(T2)rhs;

}

template<typename T1,typename T2>

bool operator ==(const PrimerType<T1>& lhs,const PrimerType<T2>& rhs)

{

return (T1)lhs==(T2)rhs;

}

//。。。省略 != >= 等等

6.小结

使用对象来表示基本类型,由于使用了virtual的析构它是有内存浪费的,但在很多应用中它是很有用的。

同时你可以增加String/DateTime的特化支持,这样就完整了

如有不足欢迎指点

环境:window2000+vc7.1

 
 
 
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