Concept Covering and Archetypes 概念的充分性和原型

我們已經討論了選擇最小要求(概念)的重要性，但同樣重要的是，必須驗證所選的概念對算法而言是充分的。即所有可能的用戶錯誤都將被概念檢查所捕獲而不會漏過。概念的覆蓋度可以通過使用 archetype classes原型類 來驗證。原型類是與特定概念相對應的接口的精確實現。原型類的運行期行為並不重要，其中的函數可以為空。然後一個簡單的測試程序可以將原型類作為組件的輸入來編譯。如果程序通過編譯，則可以肯定概念已經充分覆蓋組件。以下代碼示範了 Input Iterator 概念的原形類。必須要小心確保原型是與概念精確匹配的。例如，概念要求 operator*() 的返回值必須可轉換為 value type。它並沒有進一步要求返回值是 T& 或是 const T&. 這意味著以 T& 或 const T& 作為原型類的返回類型都是錯誤的。正確的方法是創建一個可轉換為T的返回類型，如我們在下面所寫的 reference. 原型類測試的有效性完全信賴於它與概念吻合的精確度，必須小心地進行(人工)檢查。 

template <class T>
class input_iterator_archetype
{
private:
  typedef input_iterator_archetype self;
public:
  typedef std::input_iterator_tag iterator_category;
  typedef T value_type;
  struct reference {
    operator const value_type&() const { return static_object<T>::get(); }
  };
  typedef const T* pointer;
  typedef std::ptrdiff_t difference_type;
  self& operator=(const self&) { return *this;  }
  bool operator==(const self&) const { return true; }
  bool operator!=(const self&) const { return true; }
  reference operator*() const { return reference(); }
  self& operator++() { return *this; }
  self operator++(int) { return *this; }
};

泛型算法通常會用多個普通類型來實例化，以進行測試。例如，你可以用普通的指針來作為迭代器應用到 std::stable_sort() 上。雖然這適合於測試算法的運行期行為，但無助地確認概念的充分條件，因為C++的類型並不符合某個特定的概念，它們通常提供比某個概念的最小功能要求多 得多的特性。即是說，雖然函數模板對於給定的類型可以通過編譯，但概念所要求的還是達不到函數真正所要求的。這正是為什麼要在用普通類型進行測試以外，還 要使用原型類來編譯的重要性。

以下是來自 stl_concept_covering.cpp 一些摘要，示範了如何用原型來檢查文檔中對 std::stable_sort() 的要求。在這個例子中，看起來在SGI STL文檔中，好像漏掉了 CopyConstructible 和 Assignable 的要求(試一下刪掉這些原型)。Boost的原型類被設計為可以分層的。在這個例子中，迭代器的值類型由三個原型組成。在 archetype 類的參考 中，名為Base的模板參數指出了可以使用分層原型的地方。

{
  typedef less_than_comparable_archetype< 
      sgi_assignable_archetype<> > ValueType;
  random_access_iterator_archetype<ValueType> ri;
  std::stable_sort(ri, ri);
}

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