BlueRoseNote/02-Note/读书笔记/深入应用C++11代码优化与工程级应用/深入应用c++11代码优化与工程级应用第三章.md

## 使用c++11消除重复，提高代码质量
### 3.1 type_traits———类型萃取
type_traits提供了丰富的编译期计算、查询、判断、转换和选择的帮助类，在很多场合都会使用到。
### 3.1.1 基本的type_traits
##### 1.基本的type_traits<br>
无需自己定义static const int或者enum类型，只需要从std::integral_constant派生：
```
template<typename Type>
struct GetLeftSize : std::integral_constant<int,1>
```
之后用GetLeftSize::value来取值。
##### 2.类型判断的type_traits
这些从std::integral_constant派生的type_traits,可以通过std::is_xxxx来判断T的类型。也可以通过std::is_xxxx::value是否为true来判断模板类型是否为目标类型。
```
#include <iostream>
#include <type_traits>

int main(){
    std::cout<<"is_const:"<<std::endl;
    std::cout<<"int:"<<std::is_const<int>::value<<std::endl;
    std::cout<<"const int:"<<std::is_const<const int>::value<<std::endl;
    std::cout<<"const int&:"<<std::is_const<const int&>::value<<std::endl;
    std::cout<<"const int*:"<<std::is_const<const  int*>::value<<std::endl;
    std::cout<<"int* const:"<<std::is_const<int* const>::value<<std::endl;
}
```
##### 3.判断两类型之间的关系traits
```
struct is_same;//判断两类型是否相同
struct is_base_of;//判断一个是否为另一个的基类
struct is_convertible;//判断模板参数类型能否转化为后面的模板参数类型
```
##### 4.类型转换traits
常用的类型的转换traits包括对const的修改————const的移除与添加，引用的修改————引用的移除与添加，数组的修改和指针的修改。<br>
创建对象时需要去除引用：
```
template<typename T>
typnename std::remove_reference<t>::type* Create()
{
    typedef typename std::remove_reference<t>::type U;
    return new U();
}
```
模板参数T可能是引用类型，而创建对象时，需要原始的类型，不能用引用类型，所以需要将可能的引用引用。同样const也需要考虑进去。<br>
为了简洁可以使用std::decay,移除const与引用。<br>
另一个用处就是用来保存函数指针。
```
{
    using FnType=typename std::decay<F>::type;
    SimpFunction(F& f):m_fn(f){
        
    }
    void run()
    {
        m_fn();
    }
    FnType m_fn;
    
}
```
### 3.1.2根据条件选择traits
```
template<bool B,class T,class F>
struct conditional;

typedef std::conditional<true,int,float>::type A;//int
```
### 3.1.3获取可调用对象返回类型的traits
一些模板函数的返回值不能直接确定，虽然可以通过decltype来进行推断，但是可读性较差。<br>
可以通过auto -> decltype进行和简化。
```
template<typename F,template Arg>
auto Func(F f,Arg arg)->decltype(f(arg))
{
    return f(arg);
}
```
不过在类没有构造函数的情况下就不行了。此时如果希望编译器进行推导，就需要使用std::declval。
```
decltype(std::declval<int>(std::declval<int>())) i=4;
```
declval获得的临时值引用不能用于求值，因此需要使用decaltype来推断出最终值。<br>
当然可以用更加简洁的方法：
```
std::result_of<A(int)>::type i=4;
```
### 3.1.4 根据条件禁用或者启用某种或者某些类型traits
```
template<class T>
typnename std::enable_if<std::is_arithmetic<T>::value,T>::type foo(T t)
{
    return t;
}
auto r=foo(1);
auto r1=foo(1.2);
auto r2=foo("test");//error
```
不但可以作用于返回值，也可以作用于模板定义、类模板特化和入参类型的限定。 

## 3.2 可变参数模板
在c++11中允许模板定义中包含0到任意个数模板参数。声明可变参数模板需要在typename或class后面带上省略号
省略号作用有两个：
1. 声明一个参数包，这个参数包中可以包含0到任意个模板参数。
2. 在模板定义的右边，可以将参数包展开成一个一个独立参数。
### 3.2.1 可变参数模板函数
```
template<class... T>
void f(T... args)
{
    std::cout<<sizeof...(args)<<std::endl;
}

f();            //0
f(1,2);         //2
f(1,2.5,"");    //3
```
1. 递归函数方式展开参数包
```
void print()
{
	std::cout << "empty" << std::endl;
}

template<class T, class... Args>
void print(T head, Args... rest)
{
	std::cout << "parameter" << head << std::endl;
	print(rest...);
}

int main()
{
    print(1,2,3,4,5);
    return 0;
}
```
当然递归终止函数也可以写成,或者使用更多参数
```
template<typename T,typename T1>
void print(T t,T1, t1)
{
    std::cout<<t<<""<<t1<<std::endl;
}
```
2. 逗号表达式和初始化列表方式展开参数包

逗号运算符：<br>
运算符有左右两个表达式，先计算左侧的，之后丢弃结果再计算右侧。
```
d=(a=b,c);
```
b会先赋值给a，接着括号中的逗号表达式将会返回c的值。
```
template <class T>
void printarg(T t)
{
    std::cout<<t<<std::endl;
}

template <class ...Args>
void expand(Args... args)
{
    int arr[]={(printarg(args),0)...};
}

expand(1,2,3,4);
```
这里使用了c++11的初始化列表特性，{(printarg(args),0)...}将会展开成{(printarg(args1),0),(printarg(args2),0),(printarg(args3),0),(printarg(args4),0),}<br>
之后也可以使用std::initializer_list来优化，这样就无需定义一个数组了，使用lambda的话printarg函数就无需定义了。
### 3.2.2可变参数模板
std::tuple是一个可变参数模型
```
template<class... Type>
class tuple;
```
1. 模板递归和特化方式展开参数包
```
//前向声明
template<typename... Args>
struct Sum;

//基本定义
template<typename First,typne... Rest>
struct Sum<First.Rest...>
{
  enum{value=Sum<First>::value+Sum::<Rest...>::value};  
};

//递归终止
template<typename Last>
struct Sum<Last>
{
  enum{value=sizeof(Last)};  
};
```
2. 继承方式展开参数包
有点复杂不做笔记了<br>
除了用继承还可以使用using来实现。
```
template<int N,int... Indexes>
struct MakeIndexes{
    using type=MakeIndexes<N-1，N-1，Indexes...>::type
};

template<int... Indexes>
struct MakeIndexes<0,Indexes...>
{
    using type=IndexSeq<Indexes...>;
};

MakeIndexes<3>=>IndexSeq<0,1,2>
```
### 3.2.3可变参数模板
免去手写大量的模板类代码，而让编译器来自动实现。
```
template<typename... Args>
T* Instance(Args... args)
{
    return new T(args);
}

A* pa=Instance<A>(1);
B* pb=Instance<B>(1,2);
```
上面代码中的Args是拷贝值，使用右值引用与完美转发来消除损耗。
```
template<typename... Args>
T* Instance(Args&&... args)
{
    return new T(std::forward<Args>(args)...);
}
```
### 3.3 可变参数模板和type_taits的综合应有
#### 3.3.1 optional的实现
使用placement new的时候容易出现内存对齐的问题，可以使用：
```
#include <iostream>
#include <type_traits>

struct A
{
    int avg;
    A(int a,int b):avg((a+b)/2){}
};

typedef std::aligned_storage<sizeof(A),alignof(A)>::type Aligned_A;

int main()
{
    Aligned_A a,b;
    new (&a) A(10,20);
    b=a;
    std::cout<<reinterpret_cast<A&>(b).avg<<std::endl;
    return0;
}
```
#### 3.3.2 惰性求值类Lazy的实现
```
#ifndef _LAZY_HPP_
#define _LAZY_HPP_

#include <boost/optional.hpp>
template<typename T>
struct Lazy
{
	Lazy(){}

	template <typename Func, typename... Args>
	Lazy(Func& f, Args && ... args)
	{
		m_func = [&f, &args...]{return f(args...); };
	}

	T& Value()
	{
		if (!m_value.is_initialized())
		{
			m_value = m_func();
		}

		return *m_value;
	}

	bool IsValueCreated() const
	{
		return m_value.is_initialized();
	}

private:
	std::function<T()> m_func;
	boost::optional<T> m_value;
};

template<class Func, typename... Args>
Lazy<typename std::result_of<Func(Args...)>::type>
lazy(Func && fun, Args && ... args)
{
	return Lazy<typename std::result_of<Func(Args...)>::type>(
		std::forward<Func>(fun), std::forward<Args>(args)...);
}


#endif
```
```
#include "Lazy.hpp"

#include <iostream>
#include <memory>

struct BigObject
{
	BigObject()
	{
		std::cout << "lazy load big object" << std::endl;
	}
};

struct MyStruct
{
	MyStruct()
	{
		m_obj = lazy([]{return std::make_shared<BigObject>(); });
	}

	void Load()
	{
		m_obj.Value();
	}

	Lazy<std::shared_ptr<BigObject>> m_obj;
};

int Foo(int x)
{
	return x * 2;
}

void TestLazy()
{
	//带参数的普通函数
	int y = 4;
	auto lazyer1 = lazy(Foo, y);
	std::cout << lazyer1.Value() << std::endl;

	//不带参数的lamda
	Lazy<int> lazyer2 = lazy([]{return 12; });
	std::cout << lazyer2.Value() << std::endl;

	//带参数的fucntion
	std::function < int(int) > f = [](int x){return x + 3; };
	auto lazyer3 = lazy(f, 3);
	std::cout << lazyer3.Value() << std::endl;

	//延迟加载大对象
	MyStruct t;
	t.Load();
}


int main(void)
{
	TestLazy();

	system("pause");
	return 0;
}
```
#### 3.3.3 dll帮助类实现
首先需要封装GetProcAddress函数，需要解决：
1. 函数的返回值可能是不同类型，如果以一种通用的返回值来消除这种不同返回值导致的差异
2. 函数的入参数目可能任意个数，且类型也不尽相同，如何来消除入参个数和类型的差异
```
#ifndef _DLLPARSER_HPP_
#define _DLLPARSER_HPP_

#include <Windows.h>
#include <string>
#include <map>
#include <functional>
#include <iostream>


class DllParser
{
public:

	DllParser()
	{
	}

	~DllParser()
	{
		UnLoad();
	}

	bool Load(const std::string& dllPath)
	{
		m_hMod = LoadLibrary(dllPath.data());
		if (nullptr == m_hMod)
		{
			std::cout << "LoadLibrary failed\n";
			return false;
		}

		return true;
	}

	template <typename T, typename... Args>
	typename std::result_of<std::function<T>(Args...)>::type
		ExcecuteFunc(const std::string& funcName, Args&&... args)
	{
		auto f = GetFunction<T>(funcName);

		if (f == nullptr)
		{
			std::string s = "can not find this function " + funcName;
			throw std::exception(s.c_str());
		}            

		return f(std::forward<Args>(args)...);
	}

private:
	bool UnLoad()
	{
		if (m_hMod == nullptr)
			return true;

		auto b = FreeLibrary(m_hMod);
		if (!b)
			return false;

		m_hMod = nullptr;
		return true;
	}

	template <typename T>
	T* GetFunction(const std::string& funcName)
	{
		auto addr = GetProcAddress(m_hMod, funcName.c_str());
		return (T*) (addr);
	}

private:
	HMODULE m_hMod;
	std::map<std::string, FARPROC> m_map;
};

#endif  //_DLLPARSER_HPP_
```
### 3.3.4 lambda链式调用
```
#include <iostream>
#include <functional>
#include <type_traits>

template<typename T>
class Task;

template<typename R, typename...Args>
class Task<R(Args...)>
{
public:
	Task(std::function<R(Args...)>&& f) : m_fn(std::move(f)){}

	Task(std::function<R(Args...)>& f) : m_fn(f){}

	template<typename... Args>
	R Run(Args&&... args)
	{
		return m_fn(std::forward<Args>(args)...);
	}

	template<typename F>
	auto Then(F& f)->Task<typename std::result_of<F(R)>::type(Args...)>
	{
		using return_type = typename std::result_of<F(R)>::type;

		auto func = std::move(m_fn);

		return Task<return_type(Args...)>([func, f](Args&&... args)
		{return f(func(std::forward<Args>(args)...)); });
	}

private:
	std::function<R(Args...)> m_fn;
};


void TestTask()
{
	Task<int(int)> task = [](int i){ return i; };
	auto result = task.Then([](int i){return i + 1; }).Then([](int i){
		return i + 2; }).Then([](int i){return i + 3; }).Run(1);
	std::cout << result << std::endl;  // 7
}


int main(void)
{
	TestTask();

	system("pause");
	return 0;
}
```
后面若干章节较难，为了节约时间所以跳过了