C++ 中的特征是什么，尤其是在 boost 中

Question

我正在研究 Boost 库，发现它经常使用 traits 概念，例如 iterator_traits、graph_traits。特质是什么意思？你能给我一个简单而简洁的例子来告诉我们为什么我们需要特质吗？据我目前所知，"traits" 似乎意味着它包含了我们可能需要的所有类型，这样我们就不会在类型上出错。
下面是boost中的graph_traits模板：

template <typename Graph>
  struct graph_traits {
    typedef typename Graph::vertex_descriptor      vertex_descriptor;
    typedef typename Graph::edge_descriptor        edge_descriptor;
    typedef typename Graph::adjacency_iterator     adjacency_iterator;
    typedef typename Graph::out_edge_iterator      out_edge_iterator;
    typedef typename Graph::in_edge_iterator       in_edge_iterator;
    typedef typename Graph::vertex_iterator        vertex_iterator;
    typedef typename Graph::edge_iterator          edge_iterator;

    typedef typename Graph::directed_category      directed_category;
    typedef typename Graph::edge_parallel_category edge_parallel_category;
    typedef typename Graph::traversal_category     traversal_category;

    typedef typename Graph::vertices_size_type     vertices_size_type;
    typedef typename Graph::edges_size_type        edges_size_type;
    typedef typename Graph::degree_size_type       degree_size_type;
  };

Answer 1

可以用 "characteristics".

替换（作为一个词）特征

它们是一种 C++ 技术，使用模板专门化将不同的类型、操作和常量关联到一个类型（有效地创建元数据）。

Answer 2

我将通过一个简单的示例来解释我如何看待特征 class。

定义可以是：特征允许以非侵入方式扩展 T。

一个样本

假设您想提供一个几何库，其中包含 2D 点概念（X、Y 坐标）。您提供

/*
 * @tparam T the coordinate type
 */
template <typename T>
class Point2D
{
    T _x;
    T _Y;
public:
    /* some ctors */

    /*
     * Multiply this point by the given factor. 
     * @post this._x = factor * this._x
     *       this._y = factor * this._y
     * @return reference to *this.
     */
    Point2D<T> operator*=(double factor);
};

您选择模板化 Point2D class 以便您的库的用户可以选择适当的类型（如果需要精度则为 double，如果他使用像素则为 int，...）。例如，在 Qt 中，它们将 int 强加为坐标类型，这可能会阻碍您的项目。类型 T 需要提供有关坐标类型概念的一些信息：在 Point2D class 中，您需要使用 T:

获取可与 T 相乘的标量类型（在我的运算符 *= 中，我写了 double 但它可能太麻烦了）
获取 T 的字符串表示
比较 2 T（实现你的运算符==）...

如果你自己写坐标class，你可以提供所有的东西。但是如果你的库的用户想要使用 int 作为 T，他就不能扩展 int。

特征来了：您的 Point2D 将使用特征 class CoordTypeTraits。它的目的是"extend" T类型提供你需要的一切从T作为一个坐标概念（函数，typedef...）

样本：

typename <typedef T>
struct CoordTypeTraits
{
    /*
     * Define the scalar type T is multipiable with
     */ 
    // typedef ... ScalarType;

    /*
     * Check the equality between 2 T, with a given precision
     */
    // static bool IsCloseTo(const T& coord1, const T& coord2);

    /*
     * Return a string representation of T.
     */
     // static string ToString(const T& coord);
}

现在您可以在代码中访问您需要的有关 T 的信息，这要归功于特征 class CoordTypeTraits:

/*
 * @tparam T the coordinate type
 */
template <typename T>
class Point2D
{
    T _x;
    T _Y;
public:
    /* some ctors */

    /*
     * @post this._x = factor * this._x
     *       this._y = factor * this._y
     * @return reference to *this.
     */
    Point2D<T> operator*=(CoordTypeTraits<T> factor);

    const bool operator==(const T& rhs)
    {
        return CoordTypeTraits<T>.IsCloseTo(*this, rhs);
    }

    string ToString() const
    {
        return CoordTypeTraits<T>.ToString();
    }
};

你的 lib 的用户将使用适合他的类型的 Point2D，他必须提供（通过为其类型专门化 CoordTypeTraits）"add" 坐标概念数据到 T 的特征。

例如，双：

typedef Point2D<double> Point_double;

// specialization of CoordTypeTraits for double coordinate type
template<>
struct CoordTypeTraits<double>
{
    typedef double ScalarType;

    static bool IsCloseTo(const T& coord1, const T& coord2)
    {
        return (coord1 - coord2 < GetPrecision()) && (coord2 - coord1 < GetPrecision());
    }

    private:
    static const double GetPrecision()
    {
        return 0.001; // because double is micrometers by convention, and I need nanometer precision
    }

    static string ToString(const double& coord)
    {
        return boost::lexical_cast<string>(coord);
    } 
}

例如 int:

typedef Point2D<int> Point_int;

// specialization of CoordTypeTraits for double coordinate type
template<>
struct CoordTypeTraits<int>
{
    typedef int ScalarType;

    static bool IsCloseTo(const T& coord1, const T& coord2)
    {
        return coord1 == coord2;
    }

    static string ToString(const int& coord)
    {
        return boost::lexical_cast<string>(coord);
    } 
}

结论和评论

您的库提供了 Point2D class，因此用户可以使用您提供的所有功能（比较、翻译、旋转...）。如果他提供一个特性来将其类型作为坐标来处理，他可以使用他想要的任何坐标类型来做到这一点。通常，库会提供一些共同特征（这里我们会提供 Point_double 和 Point_int）。

备注：我没有尝试编译，代码只是为了说明。

C++ 中的特征是什么，尤其是在 boost 中

What are traits in C++, especially in boost

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boost

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