Step By Step(C++模板和繼承)

一、命名模板參數：

    有些高級腳本語言，如Perl、PL/SQL等，他們的函數參數在調用時都支持命名參數，既在調用時可以不按照順序傳遞參數，而是p可以按照參數的名字傳遞。先看下面的代碼示例：
    template<typename Policy1 = DefaultPolicy1,
             typename Policy2 = DefaultPolicy2,
             typename Policy3 = DefaultPolicy3,
             typename Policy4 = DefaultPolicy4>
    class BreadSlicer {
        ... ...
    }
    上面的模板類含有4個模板參數，如果要想指定其中的某個參數不為缺省參數，那么也必須同時指定其之前的所有模板參數，如：
    BreadSlicer<DefaultPolicy1,DefaultPolicy2,Custom>，然而我們更希望使用這樣的調用形式：BreadSlicer<Policy3 = Custom>。下面將給出一些具體的實現，請務必留意代碼中的關鍵性注釋：

    #include <stdio.h>
    #include <typeinfo>
    #include <conio.h>
    
    //先定義出不同的策略類。
    class DefaultPolicy1 {};
    class DefaultPolicy2 {};
    class DefaultPolicy3 {};
    class DefaultPolicy4 {};
    
    //該類將會是所有Policy Class的基類。他提供了缺省的四個Policy的類型重定義。
    //因此在缺省情況下，這四個Policy將會是BreadSlicer的四個Policy。
    class DefaultPolicies {
    public:
        typedef DefaultPolicy1 P1;
        typedef DefaultPolicy2 P2;
        typedef DefaultPolicy3 P3;
        typedef DefaultPolicy4 P4;
    };
    
    //這里之所以給出中間類DefaultPolicyArgs，同時又讓該類以虛擬繼承的方式繼承
    //DefaultPolicies，一是為了避免后面在多重繼承同一基類時而導致的二義性，同時
    //也是為了方便后面其他類的繼承。
    class DefaultPolicyArgs : virtual public DefaultPolicies {
    };
    
    //這里之所以有第二個常量模板參數，是為了避免重復繼承相同的基類。
    template<typename Base, int D>
    class Discriminator : public Base {
    };
    
    //在這里，如果沒有Discriminator的常量模板參數，將極有可能導致繼承同一個基類。
    template<typename Setter1, typename Setter2, 
             typename Setter3, typename Setter4>
    class PolicySelector : public Discriminator<Setter1,1>,public Discriminator<Setter2,2>, 
        public Discriminator<Setter3,3>, public Discriminator<Setter4,4> {
    };
    
    template<typename PolicySetter1 = DefaultPolicyArgs,
        typename PolicySetter2 = DefaultPolicyArgs,
        typename PolicySetter3 = DefaultPolicyArgs,
        typename PolicySetter4 = DefaultPolicyArgs>
    class BreadSlicer {
    public:
        //在該類后面的實現中，不要直接使用模板參數，而是要使用Policies::P1, P2, P3, P4等。
        typedef PolicySelector<PolicySetter1,PolicySetter2,PolicySetter3,PolicySetter4> Policies;
        void DoTest() {
            printf("Policies::P1 is %s\n",typeid(Policies::P1).name());
            printf("Policies::P2 is %s\n",typeid(Policies::P2).name());
            printf("Policies::P3 is %s\n",typeid(Policies::P3).name());
            printf("Policies::P4 is %s\n",typeid(Policies::P4).name());
        }
    };
    
    template<typename Policy>
    class Policy1_is : virtual public DefaultPolicies {
    public:
        typedef Policy P1;   //改寫DefaultPolicies中的基於P1的typedef。
    };
    
    template<typename Policy>
    class Policy2_is : virtual public DefaultPolicies {
    public:
        typedef Policy P2;   //改寫DefaultPolicies中的基於P2的typedef。
    };
    
    template<typename Policy>
    class Policy3_is : virtual public DefaultPolicies {
    public:
        typedef Policy P3;   //改寫DefaultPolicies中的基於P3的typedef。
    };
    
    template<typename Policy>
    class Policy4_is : virtual public DefaultPolicies {
    public:
        typedef Policy P4;   //改寫DefaultPolicies中的基於P4的typedef。
    };
    
    class CustomPolicy {};
    
    int main() {
        BreadSlicer<Policy3_is<CustomPolicy> > bc;
        bc.DoTest();
        getch();
        return 0;
    }
    //Policies::P1 is class DefaultPolicy1
    //Policies::P2 is class DefaultPolicy2
    //Policies::P3 is class CustomPolicy
    //Policies::P4 is class DefaultPolicy4

    在上面的例子中一個非常重要的特點是，所有的模板實參都是DefaultPolicies的派生類。在聲明BreadSlicer對象時，不同的派生類將覆蓋不同的DefaultPolicies中的typedef。
    
二、遞歸模板模式：

    這是一種通用的模板設計模式，即派生類將本身作為模板參數傳遞給基類，如：
    template<typename DerivedT>
    class Base {
        ... ...
    };
    class MyDerived : public Base<MyDerived> {
        ... ...
    };
    基於這種模式，有一個非常著名的用例，即[MeyersCounting]，是《Effective C++》的作者Scott Meyers所設計的。通過繼承以下代碼中的基類，所有的派生類便可實現類實例計數的功能。在下面的基類中，將包含一個表示對象計數的靜態成員，同時還會在基類構造的時候遞增該值，並在析構的時候遞減該值，見如下代碼示例：

    #include <stdio.h>
    #include <conio.h>
    
    template<typename CountedType>
    class ObjectCounter {
    private:
        static size_t count;
    
    protected:
        ObjectCounter() {
            ++ObjectCounter<CountedType>::count;
        }
        ObjectCounter(ObjectCounter<CountedType> const&) {
            ++ObjectCounter<CountedType>::count;
        }
        ~ObjectCounter() {
            --ObjectCounter<CountedType>::count;
        }
    
    public:
        static size_t liveCount() {
            return ObjectCounter<CountedType>::count;
        }
    };
    
    template<typename CountedType>
    size_t ObjectCounter<CountedType>::count = 0;
    
    //C++編譯器會根據模板參數的不同實例化不同類型的類對象，因此模板參數不同，所使用的靜態成員也是不同的。
    class MyClass : public ObjectCounter<MyClass> {
    };
    
    int main() {
        MyClass mc1;
        printf("The count of MyClass is %d\n",MyClass::liveCount());
        {
            MyClass mc2;
            printf("The count of MyClass is %d\n",MyClass::liveCount());
        }
        printf("The count of MyClass is %d\n",MyClass::liveCount());
        getch();
        return 0;
    }
    //The count of MyClass is 1
    //The count of MyClass is 2
    //The count of MyClass is 1