C 中using 的使用

原文链接: https://blog.csdn.net/shift_wwx/article/details/78742459

前言:

今天在看vector.h的时候,碰到一个using的奇怪用法,才疏学浅之前没有碰到过,整理一下。

来看下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>;


下面来整理using的三种用法。

1、命名空间的使用

一般为了代码的冲突,都会用命名空间。例如,对于Android代码会使用Android作为命名空间。

namespace android;

在code中使用的时候可以用android::加具体的类方法。也可以直接使用using namespace android;

具体的命名空间使用方法不做过多说明。

2、在类中的作用

(1)在子类中引用基类的成员

来看下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; }
};


基类中成员变量value是protected,在private继承之后,对于外界这个值为private,也就是说T5Derived的对象无法使用这个value。

如果想要通过对象使用,需要在public下通过using T5Base::value来引用,这样T5Derived的对象就可以直接使用。

同样的,对于基类中的成员函数test1(),在private继承后变为private,T5Derived的对象同样无法访问,通过using T5Base::test1 就可以使用了。

注意,using只是引用,不参与形参的指定。

(2)继承中的作用

改变访问权限

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

// private继承会导致 func的可见性为private
// 可使用using,改变访问权限
class Sub : private Base
{
   public:
       using Base::func;
}


继承时子类重写父类方法
子类中如果想重写父类函数,比如名为func的函数。并且,假设父类中关于func函数有不同的版本。如果,子类中重写一个函数,就会隐藏父类中所有同名函数。此时,只能通过显示方式调用父类的方法。
即使,子类重新父类中的虚函数(覆盖),也会导致该问题。

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

class Sub : public Base
{
    public:
        // 此处函数定义,会隐藏父类中 int func(int)方法。
        void func() { // some code}
        
}

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


因此,如果不想隐藏父类的同名方法,可以重写所有同名函数。这未免有些麻烦。使用using关键字,即可解决该问题。
 

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、别名指定

这点就是最开始看到的source code。在C++11中提出了通过using指定别名。

例如上面source code 中:

using value_type = _Ty


以后使用value_type value; 就代表_Ty value;

这个让我们想起了typedef,using 跟typedef有什么区别呢?哪个更好用些呢?

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>>;

或许从这个例子中,我们是看不出来明显的好处的(而于我来说,以一个第三者的角度,这个例子也难以说服我一定要用C++11的using)。
再来看下:

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

若不是特别熟悉函数指针与typedef的童鞋,我相信第一眼还是很难指出FP其实是一个别名,代表着的是一个函数指针,而指向的这个函数返回类型是void,接受参数是int, const std::string&。那么,让我们换做C++11的写法:

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

我想,即使第一次读到这样代码,并且知道C++11 using的童鞋也能很容易知道FP是一个别名,using的写法把别名的名字强制分离到了左边,而把别名指向的放在了右边,比较清晰。

而针对这样的例子,我想我可以再补充一个例子:

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


从可读性来看,using也是要好于typedef的。

那么,若是从可读性的理由支持using,力度也是稍微不足的。来看第二个理由,那就是举出了一个typedef做不到,而using可以做到的例子:alias templates, 模板别名。

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

这一切都会非常的自然。

那么,若你使用typedef来做这一切:

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

当你使用编译器编译的时候,将会得到类似:error: a typedef cannot be a template的错误信息。
 

那么,为什么typedef不可以呢?在 n1449 中提到过这样的话:"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,我认为这其实是标准委员会他们的观点与选择,在C++11中,也是完全鼓励用using,而不用typedef的。

具体的可以看下Effective Modern C++

参考:

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

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

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