trait

cpp 的这种 trait ，值 只能说，这个是新的库 ？

https://www.reddit.com/r/cpp_questions/comments/bwevbh/why_do_we_need_stdallocator_traitst/

  1. allocator 也完全理解清楚，和 allocator_trais 啥关系

  2. char_traits https://en.cppreference.com/w/cpp/string/char_traits

    • https://stackoverflow.com/questions/5319770/what-is-the-point-of-stl-character-traits

从零理解 traits：给类型配一份说明书

先看可以直接运行的 basic_traits.cpp。它没有使用标准库的 traits，而是自己定义了一套，所以可以看到 traits 到底是怎么实现的。

假设要打印下面两种对象中的数值：

int count = 42;

struct Temperature {
    double celsius;
};
Temperature room{23.5};

对于 count，数值就是它自己；对于 room，数值在 room.celsius 中。 我们希望写一个 print_value() 模板，同时处理这两种情况。 但直接写 object.celsius 不行，因为 int 没有这个成员。

第一步：为每种类型写一份说明书

这里把说明书命名为 value_traits<T>，约定提供三个成员：

成员 回答的问题 int 对应的答案 Temperature 对应的答案
value_type 取出的数值是什么类型？ int double
name 打印时叫什么？ "integer" "temperature (C)"
get(object) 怎样从对象中取出数值？ 返回对象本身 返回对象的 celsius

用普通的类模板和显式特化实现这份约定：

template <typename T> struct value_traits;

template <> struct value_traits<int> {
    using value_type = int;
    static constexpr const char *name = "integer";

    static value_type get(const int &value) {
        return value;
    }
};

template <> struct value_traits<Temperature> {
    using value_type = double;
    static constexpr const char *name = "temperature (C)";

    static value_type get(const Temperature &value) {
        return value.celsius;
    }
};

template <> 表示显式特化，也就是专门为指定类型提供定义。 value_traits<int> 和 value_traits<Temperature> 是两个不同的类类型。 本例只声明主模板，不定义默认实现，因此尚未适配的类型不能使用这套接口。

“以类型为输入”指的是把 int、Temperature 写进模板的 <...> 中。 例如 value_traits<Temperature>::value_type 就是 double。 这里没有运行时传入“类型对象”的过程。

get() 的参数则是实际对象：value_traits<Temperature>::get(room) 返回 23.5。 traits 的选择发生在编译期，读取对象数值的操作可以发生在运行时。

第二步：算法通过说明书操作对象

template <typename T> void print_value(const T &object) {
    using traits = value_traits<T>;
    typename traits::value_type value = traits::get(object);
    std::cout << traits::name << ": " << value << '\n';
}

这里 traits 只是一个局部类型别名，用来少写几次 value_traits<T>。 typename 告诉编译器：依赖模板参数的 traits::value_type 是一个类型名。 这一行也可以写成 auto value = traits::get(object);，示例刻意展开以展示关联类型。

调用 print_value(room) 时，可以把编译器选择后的代码理解为：

double value = value_traits<Temperature>::get(room);
std::cout << value_traits<Temperature>::name << ": " << value << '\n';

调用 print_value(count) 时，则使用 value_traits<int>，得到 int 数值。 get() 和 name 都是静态成员，因此不需要先创建一个 traits 对象。

编译运行

在本目录执行：

g++ -std=c++17 -Wall -Wextra -Wpedantic basic_traits.cpp -o basic_traits.out
./basic_traits.out

输出：

direct: 42, 23.5
integer: 42
temperature (C): 23.5

为什么要多写这一层？

对于这么小的程序，直接重载两个 print_value() 也很合理。 traits 的价值在于复用：如果以后还有保存数值、比较数值等模板函数， 它们都可以使用同一套 value_traits<T>::get()，不用分别了解 celsius 等成员。 新增类型时，提供对应的 traits 特化，使用这套接口的算法就可以继续复用。

因此，这里的 traits 是一种组织模板代码的惯用法。value_traits 是我们自己起的名字， 并非 C++ 关键字，也不需要安装一个新库。原类型也不需要继承 traits。

再看标准库就容易对应了：std::numeric_limits<T>::max() 提供数值上限， std::iterator_traits<It>::value_type 提供迭代器的元素类型。 它们与本例一样，都让泛型代码通过统一名字获取与某种类型有关的信息。

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