浅析AnyType的实现
浅析Any Type的实现
首先，Any Type是一种类型，可以用于表达任何类型，如简单类型中的int, float, double 以及自定义的类。Any Type常用于数据库操作，如用于表达查询数据库的输出。
其次，Any Type肯定是一种容器。Any Type是一种抽象概念，要表示任何类型，这种定义肯定不可能，只能是“能够容纳任何类型”，比如STL的容器。虽然STL容器能够满足这种需要，但STL容器缺少一层“类型”的内容，即所谓的cast操作。如果我用AnyType使用为我的类myClass，必须能够把AnyType转换为myClass，并且，如果是转换为otherClass等其他类型时能跑出异常。
综上所述，实现AnyType的两个关键点是：
- AnyType是容器；
- 需要定义cast操作。
1容器AnyType
容易误导的是：由于要容纳任意类型，所以AnyType肯定是一个模板类，利用C++的模板实现。但是这样的结果是无处不在的类型指定，例如vector<int>。
当然可以typedef， 但是在每次实例化的时候typedef稍显累赘。
解决之道在于把AnyType定义为一般的类，但是构造函数是模板函数。如boost（http://www.boost.org/libs/any）的实现：
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template<typename ValueType> any(const ValueType & value) : content(new holder<ValueType>(value)) { } |
模板参数是值类型ValueType。从上面的构造函数中可以看输出，此构造的作用是把一个值转换为一个内部的类型变量content。那么，这个内部类型应该用什么呢？这里应该有三种选择：
1) ValueType* content
2) void * content
3) SomeClass* content
如果AnyType是模板类，我们可以使用1)，可惜不是。
如果用2)类型信息就全部丢失了，随后的cast就不能实现了。
最后只剩下3)了，也即用类来承载。那么这个类具有什么特征呢？有哪些接口呢？
第一，为了封装性，这个类应该是AnyType类的内部类，也即指在AnyType内部可见。
第二，这个应该是模板类，因为它将承载任意类型；这里不需要再次使用模板构造函数的方法，因为它是以内部类。
第三，这个类必须有一个接口来提取类型信息，用于类型转换。
第四，这个类必须有一个接口来复制自己，方便使用者拷贝复制，实现深拷贝。
基于面向接口的设计思想，可以先定义借口，再定义实现。
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class placeholder { public: // structors
virtual ~placeholder() { }
public: // queries
virtual const std::type_info & type() const = 0;
virtual placeholder * clone() const = 0;
};
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看看boost的实现：类holder用ValueType成员held记录值；用标准C++的typeid来取类型信息；调用ValueType的拷贝构造来clone。
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template<typename ValueType> class holder : public placeholder { public: // structors
holder(const ValueType & value) : held(value) { }
public: // queries
virtual const std::type_info & type() const { return typeid(ValueType); }
virtual placeholder * clone() const { return new holder(held); }
public: // representation
ValueType held;
}; |
到这里，AnyType已经成功的保存了任何类型的value；剩下的工作就是提供转换的接口。
2类型转换
说到类型转换，标准C++有4个常用的类型转换符：
- static_cast
- dynamic_cast
- reinterpret_cast
- const_cast
这4类操作符对指针和引用进行转换。这里可以借助static_cast实现AnyType到ValueType的转换；当然，这是一个模板函数。原理很简单：取出AnyType的content的held的地址即可。由于boost多了一次接口placeholder，所以需要转换成其派生类指针之后才使用。这里boost使用的是static_cast而非dynamic_cast，这应该是错误的。dynamic_cast用于继承体系中的向下转换，用在这里正好合适；但是
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template<typename ValueType> ValueType * unsafe_any_cast(any * operand) { return &static_cast<any::holder<ValueType> *>(operand->content)->held; } |
dynamic_cast比static_cast的效率稍低。static_cast在更宽的范围内完成映射，但往往是不安全的。
这点瑕疵暂且忽略。为何说是不安全的呢？这是因为它没有检测AnyType的typeid是否跟ValueType一致就武断的映射了。对比一下如下版本：
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template<typename ValueType> ValueType * any_cast(any * operand) { return operand && operand->type() == typeid(ValueType) ? &static_cast<any::holder<ValueType> *>(operand->content)->held : 0; } |
唯一的不同施加了typeid的比较。
3总结
1) 要实现AnyType，必须使用模板类；为了使用方便，把模板类定义为AnyType的内部类；再AnyType的模板构造函数实例化该模板类。
2) 基于RTTI的typeid记录类型信息，用于随后的转换操作。