浅析STL中function template的参数推导机制（argument deduction）——以插入排序替例

浅析STL中function template的参数推导机制（argument deduction）——以插入排序为例

?STL的中心思想就是将容器和算法分开，分别独立设计和泛型化，然后通过迭代器来连接算法和容器。容器和算法利用C++ 中class template和function template机制来泛型化。设计STL的算法时，传递过来的参数往往是迭代器类型的参数，迭代器引用的容器数据类型当前是不确定的（template是在编译时确定数据类型的），当算法中需要利用迭代器所指对象的类型来定义或声明变量时，就会出现小小的困扰，因为C++中没有提供提取对象数据类型的操作（即使利用RTTI性质中的typied（）来获取类型名，也不能用来做变量声明和定义之用）。这时我们就需利用function template的参数推导机制。下面举个简单例子来详细讨论一下：

//模板函数
template <class I>void func(I iter){? ? ?...}
这时想要在模板函数func里面定义一个迭代器引用的对象该怎么办？像我这样的初学者可能马上会想到容器中使用的方法，将该对象的类型也泛化，增加一个模板参数，即：
template <class I, class T>void func(I iter){
? ? ?T object;? ? ?...}可是这样可以吗？在容器的定义中如果要泛化类型，我们可以这样
template <class I, class T>class Container{? ? ?? ? ?...? ? ?T tObject;? ? ?I ?iObject;? ? ?typedef T* ?iter;?};?
然后声明一个类型：
Container<int*, int> c;?
而client在调用STL算法时并不需要了解容器的具体型别，因为它们是在容器声明时就已经设置好了，只需传入容器相应的迭代器。如果调用我们改进的func，编译时就会报错——?no matching function for call to 'func'。T类型是不确定的，因为T类型没有通过某种途径传递一个明确的类型过来。
如果这样像容器定义一样使用function template，我们调用
func<int*, int>(c.getIter()); ?//这样能行吗？确实可以编译通过，但感觉调用时不顺畅也很奇怪，也违背了STL设计的初衷。
那么该怎样解决这个问题呢？其实STL中为迭代器指向对象的类型提供了专门技术——Traits编程技术，这里不作介绍，详见参考资料。template 参数推导机制只是简单的解决了部分 ?“迭代器所指对象的型别” 问题。利用参数推导机制，可以这样实现：

//STL版本template<class I, class Cmp>void insertSort(const I& begin, const I& end, Cmp lessThan);template <class I, class T>void _insertSort(const I& begin, const I& end, const T t);template<class I, class T, class Cmp>void _insertSort(const I& begin, const I& end, Cmp lessThan, const T& t);template <class I>void insertSort(const I& begin, const I& end){if(begin != end)_insertSort(begin, end, *begin); //这里要取begin所指向的值，避免越界，所以先判断}template <class I, class T>void _insertSort(const I& begin, const I& end, const T t){insertSort(begin, end, less<T>()); // 双参数调用三参数，less<T>中的类型也利用参数推导获取}template<class I, class Cmp>void insertSort(const I& begin, const I& end, Cmp lessThan){if(begin != end)_insertSort(begin, end, lessThan, *begin);}//算法的具体实现template<class I, class T, class Cmp>void _insertSort(const I& begin, const I& end, Cmp lessThan, const T& t){I j;for(I i = begin+1; i != end; ++i){T tmp = *i; //通过参数推导确定T类型for(j = i; j != begin && lessThan(tmp, *(j-1)); --j)*j = *(j-1);*j = tmp;}}

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上面就是个人对参数推导机制的粗浅理解，要深入了解迭代器指向对象的类型可参考《STL源码剖析》，以上代码来自于下面参考文献。代码都经过调试，可以正常运行。这里做一个学习过程的标记。

参考文献：[1] 《STL源码剖析》[2] 《数据结构与算法分析C++描述》

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