关于type erasure

哇，好久没有写blog了，再不写的话，blog的秘密都要忘记了，嘿嘿。

最近在试着参与一个开源项目，名字叫avim（A Vibrate IM）,别想多了哟。地址是：https://github.com/avplayer/avim.git  我在看它的代码的是有一个地方一直不太明白，大概就是这个页面上面的代码 https://github.com/avplayer/avim/blob/master/libavproto/include/avif.hpp，关于这个avif 类的定义和 avtcpif 之间的关系上面，我一直很模糊，后来问了代码的主人，他给我了一个说法，说它是一个 “type erasure” 的用法。之间对它还未有所闻，于是今天我关注了下它的巧妙用法。

那么什么叫type erasure呢？WiKi上面对它的定义如下

In programming languages, type erasure refers to the compile-time process by which explicit type annotations are removed from a program, before it is executed at run-time. Operational semantics that do not require programs to be accompanied by types are called type-erasure semantics, to be contrasted with type-passing semantics. The possibility of giving type-erasure semantics is a kind of abstraction principle, ensuring that the run-time execution of a program does not depend on type information. The opposite of type erasure is called reification.

大致的意思就是说，type erasure 其实是一种抽象，它忽略了具体的类型，不必对具体类型进行检查。这个功能对于强类型语言来说，比如C++, 就是一种解放。因为在C++中我们会由于类型不匹配而遇到大堆的编译错误，当然这并不是type erasure主要解决的问题。

在说到type erasure的定义的时候，一些人会想到模板，对，模板也算是一种类型弱化吧，假如，我们需要一个功能，且它需要是弱类型的（即忽略类型），那么我们会想到什么呢？ 模板，虚函数，yeah.

比如要实现一个function，那么模板的写法会是：

template <typename T>
void function(T arg1)
{
　　return arg1.function();
}

虚函数的做法：

class base
{
      virtual void function() = 0;
}
class derived :　public base
{
      virtual void function()
      {
             ......
      }
};
void function(base* ptr)
{
       return ptr->function();
}

这两种方法，都实现了弱类型的特点，但它们有各自的缺点，比如模板的方法，你要是有100个类型的话，系统会根据相应类型在编译期间生成100个不同版本的function，浪费了大量的编译时间；虚函数的方法，也不那么招人喜欢，因为如果想要使用function这个接口，你的类型必须继承自class base; 这是当年MFC的传统做法，如果你想使用某个功能，你要继承某个类，有一种被强奸的感觉。老一代的程序员们都已经习惯了这种做法，并且很多人还沉浸在继承带来的优越感之中，但他们也被继承引来了不少的不便，这里就不细谈了。

这个时候用过boost的同学，他们可能会想到boost里面的boost::any, 或者boost::function, 当然 boost::function这个东西已经加入到C++标准里面了。std::function可以存储什么呢？

它可以存储函数指针，lambda表达式，函数对象 等。对于强类型语言C++来说，这是很不可思议的事情。而boost::any呢，它可以存储任意的类型，卧槽，神马？任意类型，对，你没看错，是任意类型。那么你想到什么没有，之前我有一个需求，需要做一个可接受任意参数的接口，我第一时间想到了C语言里类似跟printf实现原理一样东西，可我嫌那样太不美观，我就使用了boost::any，加一个vector来存储变量，这样很简单的实现了接受任意参数的接口。那么你有没有想过boost::any和boost::function，为什么能够做到这样的弱类型？其实很简单，具体的话你参考下boost::any的源码，当然也可以参考我自己写的一份简单的原理性代码，

地址：https://github.com/xiaopeifeng/CodeTricks/blob/master/type_erasure.cc

如果硬要写一份模板代码的话，那么我想应该是这个样子的：

class Base {
public:
    virtual ~Base();
    virtual some_common_func() = 0 ;
} ; 

template < class T >
class adapter : public Base
{
  T t;
public:
    some_common_func()
    {
         t.some_common_func();
    }
    adapter(T _t): t(_t){}
};

class interface
{
  Base ＊ ptr;
  public:
    template<class T>
    interface(T t)
    {
        ptr = new adapter<T>(t);
    }
    some_common_func()
    {
        ptr->some_common_func();
    }
};

这个class interface才是你需要的具体的类型，你就完全可以在后面的代码里使用interface去作为接口参数，而具体的实现则可以自己再定义另外的类，而这个类不必去继承自interface（但是它却有一个is a 的语义）, 只需要去实现some_common_func的功能就行了，这样子就对接受interface为参数的接口，就有了type erasure的特性了，因为它不会再去检查具体的参数类型了，只要改参数实现了需要调用的方法就OK了。

参考：https://akrzemi1.wordpress.com/2013/11/18/type-erasure-part-i/