C++11中using 的使用


原文地址:

今天在看vector.h的時候,碰到一個using的奇怪用法,才疏學淺之前沒有碰到過,整理一下。

來看下source code:

template<class _Ty,
    class _Alloc = allocator<_Ty>>
    class vector
        : public _Vector_alloc<_Vec_base_types<_Ty, _Alloc>>
    {    // varying size array of values
private:
    using _Mybase = _Vector_alloc<_Vec_base_types<_Ty, _Alloc>>;
    using _Alty = typename _Mybase::_Alty;
    using _Alty_traits = typename _Mybase::_Alty_traits;
 
public:
    static_assert(!_ENFORCE_MATCHING_ALLOCATORS || is_same<_Ty, typename _Alloc::value_type>::value,
        _MISMATCHED_ALLOCATOR_MESSAGE("vector<T, Allocator>", "T"));
 
    using value_type = _Ty;
    using allocator_type = _Alloc;
    using pointer = typename _Mybase::pointer;
    using const_pointer = typename _Mybase::const_pointer;
    using reference = _Ty&;
    using const_reference = const _Ty&;
    using size_type = typename _Mybase::size_type;
    using difference_type = typename _Mybase::difference_type;
    using iterator = typename _Mybase::iterator;
    using const_iterator = typename _Mybase::const_iterator;
    using reverse_iterator = _STD reverse_iterator<iterator>;
    using const_reverse_iterator = _STD reverse_iterator<const_iterator>;


下面來整理using的三種用法。

1、命名空間的使用

一般為了代碼的沖突,都會用命名空間。例如,對於Android代碼會使用Android作為命名空間。

namespace android;

在code中使用的時候可以用android::加具體的類方法。也可以直接使用using namespace android;

具體的命名空間使用方法不做過多說明。

 

2、在類中的作用

(1)在子類中引用基類的成員

來看下source code:

class T5Base {
public:
    T5Base() :value(55) {}
    virtual ~T5Base() {}
    void test1() { cout << "T5Base test1..." << endl; }
protected:
    int value;
};
 
class T5Derived : private T5Base {
public:
    //using T5Base::test1;
    //using T5Base::value;
    void test2() { cout << "value is " << value << endl; }
};


基類中成員變量value是protected,在private繼承之后,對於外界這個值為private,也就是說T5Derived的對象無法使用這個value。

如果想要通過對象使用,需要在public下通過using T5Base::value來引用,這樣T5Derived的對象就可以直接使用。

同樣的,對於基類中的成員函數test1(),在private繼承后變為private,T5Derived的對象同樣無法訪問,通過using T5Base::test1 就可以使用了。

注意,using只是引用,不參與形參的指定。

(2)繼承中的作用

改變訪問權限

class Base
{
    public:
        void func() { cout << "Hello World" << endl;}
}

// private繼承會導致 func的可見性為private
// 可使用using,改變訪問權限
class Sub : private Base
{
   public:
       using Base::func;
}


繼承時子類重寫父類方法
子類中如果想重寫父類函數,比如名為func的函數。並且,假設父類中關於func函數有不同的版本。如果,子類中重寫一個函數,就會隱藏父類中所有同名函數。此時,只能通過顯示方式調用父類的方法。
即使,子類重新父類中的虛函數(覆蓋),也會導致該問題。

class Base
{
    public:
        void func() { // some code}
        int func(int n) { // some code}
}

class Sub : public Base
{
    public:
        // 此處函數定義,會隱藏父類中 int func(int)方法。
        void func() { // some code}
        
}

int main()
{
    Sub s;
    s.func();
    s.func(1); // Error!
}


因此,如果不想隱藏父類的同名方法,可以重寫所有同名函數。這未免有些麻煩。使用using關鍵字,即可解決該問題。

class Base
{
    public:
        void func() { // some code}
        int func(int n) { // some code}
}

class Sub : public Base
{
    public:
        using Base::func;
        void func() { // some code}
        
}

int main()
{
    Sub s;
    s.func();
    s.func(1); // Success!
}

 

3、別名指定

這點就是最開始看到的source code。在C++11中提出了通過using指定別名。

例如上面source code 中:

using value_type = _Ty


以后使用value_type value; 就代表_Ty value;

 

這個讓我們想起了typedef,using 跟typedef有什么區別呢?哪個更好用些呢?

例如:

typedef std::unique_ptr<std::unordered_map<std::string, std::string>> UPtrMapSS;

而C++11中:

using UPtrMapSS = std::unique_ptr<std::unordered_map<std::string, std::string>>;

或許從這個例子中,我們是看不出來明顯的好處的(而於我來說,以一個第三者的角度,這個例子也難以說服我一定要用C++11的using)。
再來看下:

typedef void (*FP) (int, const std::string&);

若不是特別熟悉函數指針與typedef的童鞋,我相信第一眼還是很難指出FP其實是一個別名,代表着的是一個函數指針,而指向的這個函數返回類型是void,接受參數是int, const std::string&。那么,讓我們換做C++11的寫法:

using FP = void (*) (int, const std::string&);

我想,即使第一次讀到這樣代碼,並且知道C++11 using的童鞋也能很容易知道FP是一個別名,using的寫法把別名的名字強制分離到了左邊,而把別名指向的放在了右邊,比較清晰。

而針對這樣的例子,我想我可以再補充一個例子:

typedef std::string (Foo::* fooMemFnPtr) (const std::string&);
 
using fooMemFnPtr = std::string (Foo::*) (const std::string&);


從可讀性來看,using也是要好於typedef的。

那么,若是從可讀性的理由支持using,力度也是稍微不足的。來看第二個理由,那就是舉出了一個typedef做不到,而using可以做到的例子:alias templates, 模板別名。

template <typename T>
using Vec = MyVector<T, MyAlloc<T>>;
 
// usage
Vec<int> vec;

這一切都會非常的自然。

那么,若你使用typedef來做這一切:

template <typename T>
typedef MyVector<T, MyAlloc<T>> Vec;
 
// usage
Vec<int> vec;

當你使用編譯器編譯的時候,將會得到類似:error: a typedef cannot be a template的錯誤信息。

那么,為什么typedef不可以呢?在 n1449 中提到過這樣的話:"we specifically avoid the term “typedef template” and introduce the new syntax involving the pair “using” and “=” to help avoid confusion: we are not defining any types here, we are introducing a synonym (i.e. alias) for an abstraction of a type-id (i.e. type expression) involving template parameters." 所以,我認為這其實是標准委員會他們的觀點與選擇,在C++11中,也是完全鼓勵用using,而不用typedef的。

具體的可以看下Effective Modern C++

參考:

https://blog.csdn.net/zxc024000/article/details/79438539

https://zhuanlan.zhihu.com/p/21264013

 


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