boost源码剖析----boost::any

boost源码剖析----boost::any

有的时候我们需要有一个万能类型来进行一些操作，这时候boost::any就派上用场了。

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

用法比较简单，我们来研究下boost::any是如何实现的。

原理

c++是一个强类型的语言，要实现一个万能类型可以考虑用void*来保存数据，然后用类型转换进行操作，如：

class MyAny{
	MyAny(void* input):content_(input){
	}

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

但是这样的写法有一个明显的缺点就是类型不安全。

显然我们可以用template来改进我们的程序：

template<typename T>
class MyAny{
	MyAny(T input):content_(input){
	}

	T any_cast(){return content_;}
	private:
	T content_;
}

但是这样我们好像就没有解决问题：vector<MyAny> 好吧，这里就写不下去了。

为了能写下如下的代码：

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

我们需要我们的万能类型有如下的行为：

1. 对外是一个一般的类，使用者压入参数的时候不应该关心类型
2. 它只是一个中间层，具体保存数据的应该是一个模板类(Holder)
3. 必须要能有方法支持任意类型的输入和输出为任意类型

实现

我们可以通过添加一个中间层来解决任何问题。

在boost::any中， 通过两个中间层来达成我们上面的目标， 类any作为对外的接口层，承担以模板作为参数并提供必要的对外方法。

类placeholder作为接口类，让any使用。而holder是一个模板类作为类placeholder的实现者， 这样就避免的any对泛型参数的要求（能自动推到导出来）。

我这里模仿了相关的实现，其代码结构应该是这样的：

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提供了具体的数据存储服务，而 Any提供了对外的接口能力。

其中Holder必须提供两个方法：

	mb_interface IHolder{
		virtual ~IHolder(){}

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

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

1. type()提供了查询类型的能力
2. clone()提供了产生数据的能力

在 Any中， 提供了以下几个个接口：

	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);
	}

判断是否为空，查询类型操作，赋值操作

当然必须还有最重要的any_cast操作，我们看其实现：

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;
}

果然好简单。呵呵~~~

最后添上单元测试，整个代码就完善了：

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);

总结

1. 代码和boost::any中有一些出入，但是我们的目的是为了研究其实现，就忽略了某些细节
2. 模板技巧： 模板类原来还可以这么用---声明非模板接口，并用模板类实现， 这样在使用这个接口的时候就能避免宿主类显示声明参数类型
3. boost::any是整个boost库中最简单的类之一，但是某些代码细节还是非常值得学习和借鉴的。
4. typeid和type_info 感觉有点像c++中的鸡肋，但是某些时候还是有用的
5. 相关的代码上传到github上，有需要的同学可以看下any.h,
   
   holder.h