boost源碼剖析----boost::any

有的時候我們需要有一個萬能類型來進行一些操作，這時候boost::any就派上用場了。

boost::Any testInt(10);
int val = static_cast<int>(testInt);

用法比較簡單，我們來研究下boost::any是如何實現的。

原理

c++是一個強類型的語言，要實現一個萬能類型可以考慮用void*來保存數據，然后用類型轉換進行操作，如：

class MyAny{
	MyAny(void* input):content_(input){
	}
	
	template<typename T>
	T any_cast(){return *static_cast<T*>(content_)}
	private:
	void* content_;
}

但是這樣的寫法有一個明顯的缺點就是類型不安全。

顯然我們可以用template來改進我們的程序：

template<typename T>
class MyAny{
	MyAny(T input):content_(input){
	}
	
	T any_cast(){return content_;}
	private:
	T content_;
}

但是這樣我們好像就沒有解決問題：vector<MyAny > 好吧，這里就寫不下去了。

為了能寫下如下的代碼：

vector<MyAny> items;
items.push_bacck(1);
items.push_bacck(2.0);

我們需要我們的萬能類型有如下的行為：

1. 對外是一個一般的類，使用者壓入參數的時候不應該關心類型
2. 它只是一個中間層，具體保存數據的應該是一個模板類(Holder)
3. 必須要能有方法支持任意類型的輸入和輸出為任意類型

實現

我們可以通過添加一個中間層來解決任何問題。
在boost::any中， 通過兩個中間層來達成我們上面的目標， 類any作為對外的接口層，承擔以模板作為參數並提供必要的對外方法。
類placeholder作為接口類，讓any使用。而holder是一個模板類作為類placeholder的實現者， 這樣就避免的any對泛型參數的要求（能自動推到導出來）。
我這里模仿了相關的實現，其代碼結構應該是這樣的：

class  Any
{
	public:
		Any() :holder_(nullptr){}

		template<typename ValueType>
		Any(const ValueType& val)
			: holder_(new Holder<ValueType>(val)){

		}
	private:
		IHolder* holder_;
	};
	
	mb_interface IHolder{
}

template<typename ValueType>
class Holder : public IHolder{
	public:
		Holder(const ValueType& val) : value_(val){

		}
	}
	
	public:
		ValueType value_;
}

其中Holder提供了具體的數據存儲服務，而 Any提供了對外的接口能力。

其中Holder必須提供兩個方法：

	mb_interface IHolder{
		virtual ~IHolder(){}

		virtual const std::type_info& type() const = 0;

		virtual IHolder* clone() const = 0;
	};

1. type()提供了查詢類型的能力
2. clone()提供了產生數據的能力

在 Any中， 提供了以下幾個個接口：

	bool	empty(){
		return !holder_;
	}

	const std::type_info& type() const {
		return holder_ ? holder_->type() : typeid(void);
	}
	
	
	Any& operator=(Any rhs){
		return swap(rhs);
	}

	template<typename ValueType>
	Any& operator=(const ValueType& val){
		return Any(val).swap(*this);
	}

判斷是否為空，查詢類型操作，賦值操作

當然必須還有最重要的any_cast操作，我們看其實現：

template<typename ValueType>
ValueType* anyCast(Any* val){
	return (val && val->type() == typeid(ValueType))
		? &static_cast<Holder<ValueType>*>(val->getHolder())->value_ : 0;
}

template<typename ValueType>
ValueType anyCast(Any& val){
	ValueType* rtn = anyCast<ValueType>(&val);
	if (!rtn)boost::throw_exception(badAnyCast());
	return *rtn;
}

果然好簡單。呵呵~~~

最后添上單元測試，整個代碼就完善了：

mb::Any testInt(10);
mb::Any testDouble(10.0);
mb::Any testInt2(testInt);
EXPECT_EQ(testInt.empty(), false);
EXPECT_EQ(std::string(testDouble.type().name()), "double");
EXPECT_EQ(std::string(testInt2.type().name()), "int");

int val = mb::anyCast<int>(testInt);
EXPECT_EQ(val, 10);

總結

1. 代碼和boost::any中有一些出入，但是我們的目的是為了研究其實現，就忽略了某些細節
2. 模板技巧： 模板類原來還可以這么用---聲明非模板接口，並用模板類實現， 這樣在使用這個接口的時候就能避免宿主類顯示聲明參數類型
3. boost::any是整個boost庫中最簡單的類之一，但是某些代碼細節還是非常值得學習和借鑒的。
4. typeid和type_info 感覺有點像c++中的雞肋，但是某些時候還是有用的
5. 相關的代碼上傳到github上，有需要的同學可以看下any.h,
   holder.h