Что такое трейты в C ++, особенно в boost

Я объясню, как я вижу класс черт на простом примере.

Определение может быть таким: характеристика позволяет ненавязчиво расширять T.

Образец

Представьте, что вы хотите предоставить геометрическую библиотеку, содержащую концепцию 2D-точки (координаты X, Y). Вы предоставляете

/*
 * @tparam T the coordinate type
 */
template <typename T>
class Point2D
{
    T _x;
    T _Y;
public:
    /* some ctors */

    /*
     * Multiply this point by the given factor. 
     * @post this._x = factor * this._x
     *       this._y = factor * this._y
     * @return reference to *this.
     */
    Point2D<T> operator*=(double factor);
};

Вы выбираете шаблон класса Point2D, чтобы пользователь вашей библиотеки мог выбрать соответствующий тип (double, если требуется точность, int, если он работает с пикселями, ...). В Qt, например, они вводят int в качестве типа координат, что может блокировать ваш проект. Тип T должен предоставить некоторую информацию о концепции типа координат: в вашем классе Point2D вам нужно будет работать с T:

• Получить скалярный тип T можно умножить на (в моем операторе * = я написал double, но это может быть слишком навязчивым)
• Получить строковое представление T
• Сравните 2 T (чтобы реализовать оператор ==) ...

Если вы напишете свой собственный класс Coordinate, вы сможете предоставить все необходимое. Но если пользователь вашей библиотеки хочет использовать int как T, он не может расширить int.

Вот и черты: ваш Point2D будет использовать класс черт CoordTypeTraits. Его цель - «расширить» тип T, чтобы предоставить все, что вам нужно, от T как концепции координат (функция, определение типа ...)

Образец:

typename <typedef T>
struct CoordTypeTraits
{
    /*
     * Define the scalar type T is multipiable with
     */ 
    // typedef ... ScalarType;

    /*
     * Check the equality between 2 T, with a given precision
     */
    // static bool IsCloseTo(const T& coord1, const T& coord2);

    /*
     * Return a string representation of T.
     */
     // static string ToString(const T& coord);
}

Теперь вы можете получить доступ к необходимой информации о T в своем коде благодаря классу свойств CoordTypeTraits:

/*
 * @tparam T the coordinate type
 */
template <typename T>
class Point2D
{
    T _x;
    T _Y;
public:
    /* some ctors */

    /*
     * @post this._x = factor * this._x
     *       this._y = factor * this._y
     * @return reference to *this.
     */
    Point2D<T> operator*=(CoordTypeTraits<T> factor);

    const bool operator==(const T& rhs)
    {
        return CoordTypeTraits<T>.IsCloseTo(*this, rhs);
    }

    string ToString() const
    {
        return CoordTypeTraits<T>.ToString();
    }
};

Пользователь вашей библиотеки lib будет использовать ваш Point2D с типом, подходящим для него, и он должен предоставить (путем специализации CoordTypeTraits для этого типа) черты, чтобы «добавить» данные концепции координат в T.

Например, с двойным:

typedef Point2D<double> Point_double;

// specialization of CoordTypeTraits for double coordinate type
template<>
struct CoordTypeTraits<double>
{
    typedef double ScalarType;

    static bool IsCloseTo(const T& coord1, const T& coord2)
    {
        return (coord1 - coord2 < GetPrecision()) && (coord2 - coord1 < GetPrecision());
    }

    private:
    static const double GetPrecision()
    {
        return 0.001; // because double is micrometers by convention, and I need nanometer precision
    }

    static string ToString(const double& coord)
    {
        return boost::lexical_cast<string>(coord);
    } 
}

Например, с int:

typedef Point2D<int> Point_int;

// specialization of CoordTypeTraits for double coordinate type
template<>
struct CoordTypeTraits<int>
{
    typedef int ScalarType;

    static bool IsCloseTo(const T& coord1, const T& coord2)
    {
        return coord1 == coord2;
    }

    static string ToString(const int& coord)
    {
        return boost::lexical_cast<string>(coord);
    } 
}

Заключение и примечания

Ваша библиотека предоставляет класс Point2D, поэтому пользователь может использовать все предоставляемые вами функции (сравнивать, переводить, вращать и т. Д.). Он может сделать это с любым типом координат, который пожелает, если он предоставит свойства для обработки этого типа в качестве координаты. Обычно библиотеки предоставляют некоторые общие черты (здесь мы предоставляем Point_double и Point_int).

Реплика: я не пытался компилировать, код просто для иллюстрации.

Черты можно было заменить (как слово) на «характеристики».

Это метод C ++, который использует специализацию шаблонов для связывания различных типов, операций и констант с типом (фактически создавая метаданные).