Techniques, Ch 2, Modern C++ Design

這章介紹基本的 template 技巧，雖然說基本，但是並不是很直接可以想出來的。

Compile Time Assertions

即使不用 template，static/compile time assert 也是 C++ 很常用的工具，但是 standard library 沒有提供。原理是用 template specialization，提供 true 的實作，但是不提供 false 的實作。

template<bool> struct StaticAssertFail;
template<>     struct StaticAssertFail<true>{};
#define STATIC_ASSERT(value)  StaticAssertFail<value>()

Partial Template Specialization

Class template 可以只給定部份的參數特製化，但是 function template 不能，這直接看語法就懂了。也是很常用的功能。

Local Classes

C++ 允許在 function 定義裡面宣告 local class，就像 local variable 一樣。妙的是，local class 也可以繼承外面的 class，還可以把指標傳出去，就會變成外面無法看的 type。不過 local class 不能作為外面的 template 參數。

Int2Type and Type2Type

用 template 製造新的 type，可以作為 function overloading 區分用，因為製造出來的 type 不像原本的 type 會自動轉換。

template<int N>
struct Int2Type
{
    enum{ value = N };
};

template<class T>
struct Type2Type
{
    typedef T Type;
};

Type Selection

用 partial template specialization 實作下面的 template class，使得 IS_T == true 的時候，得到type T，否則得到 type U。

template
struct Select
{
    typedef T Type;
};

Detecting Convertibility and Inheritance at Compile Time

這是這章裡面最巧妙的部份，使用許多技巧偵測兩個 type 是否可自動轉型，這分成幾個步驟。

1. 定義 class template 界面，規定 T 可以轉型成為 U 為 true
2. 宣告兩個overload function Test 接受 T 為參數，如果 T 可以自動轉型成為 U，compiler 會選擇第一個 Test()。如果不行，就要選擇第二個 Test()
3. 第一個 Test 直接接受參數 U，可自動轉型的情況
4. 第二個 Test 接受其他的狀況，而且不能包含第一個 Test 的狀況。這邊比較妙，使用 Test(...) 因為 priority 低，又可以接受所有 type.
5. 兩個 Test() 回傳不同 type
6. 使用 sizeof() 是 compile time 就可以決定的特性，判斷 sizeof( Test( T() ) ) 的結果。為了用這個特定，兩個 Test() 回傳的 type 必須有不同的 sizeof().
7. 因為 sizeof() 裡面不會真正執行，所以兩個 Test() 只需要宣告，不需要真正實作。但 enum exists 是 const expression，所以所有 function 都要是 static.

template <class T, class U>
struct Conversion
{
private:
    typedef char                   Small;
    typedef struct{ char c[2]; }   Big;
    static T _makeT();
    static Small _test(U);
    static Big _test(...);

public:
    enum
    {
        exists = (sizeof(_test(_makeT())) == sizeof(Small))
    };
};

Type Traits

提供 template 在 compile time 偵測 type 的資訊，包括是否為 pointer，是否為 fundamental type，最適合用來傳參數的 type 等。這裡面大部分都是用 template 列舉，就比較可以想得出來。