[转] boost::any的用法、优点和缺点以及源代码分析

boost::any用法示例：

#include <iostream>
#include <list>
#include <boost/any.hpp>

typedef std::list<boost::any> list_any;

//关键部分：可以存放任意类型的对象
void fill_list(list_any& la)
{
    la.push_back(10);//存放常数
    la.push_back( std::string("dyunze") );//存放字符串对象；注意la.push_back(“dyunze”)错误，因为会被当错字符串数组
}

//根据类型进行显示
void show_list(list_any& la)
{
    list_any::iterator it;
    boost::any anyone;

    for( it = la.begin(); it != la.end(); it++ )
    {
        anyone = *it;

        if( anyone.type() == typeid(int) )
            std::cout<<boost::any_cast<int>(*it)<<std::endl;
        else if( anyone.type() == typeid(std::string) )
            std::cout<<boost::any_cast<std::string>(*it).c_str()<<std::endl;
    }
}

int main()
{
    list_any la;
    fill_list(la);
    show_list(la);

    return 0;
}

boost::any的优点：

对设计模式理解的朋友都会知道合成模式。因为多态只有在使用指针或引用的情况下才能显现，所以std容器中只能存放指针或引用（但实际上只能存放指针，无法存放引用，这个好像是c++的不足吧）。如：

std::list<BaseClass*> mylist;

这样，我们就要对指针所指向内容的生存周期操心(可能需要程序员适时删除申请的内存；但是由于存放指针，插入/删除的效率高)，而使用boost::any就可能避免这种情况，因为我们可以存放类型本身（当然存放指针也可以）。这是boost::any的优点之一。

boost::any另一个优点是可以存放任何类型。而前面提到的mylist只能存放BaseClass类指针以及其继承类的指针。

boost::any的缺点：

由于boost::any可以存放任何类型，自然它用不了多态特性，没有统一的接口，所以在获取容器中的元素时需要实现判别元素的真正类型，这增加了程序员的负担。与面向对象编程思想有些矛盾，但整个标准c++模板库何尝不是如此，用那些牛人的话来说，是“有益补充”。

总之，有利必有弊，没有十全十美的。

分析并模仿boost::any：

读了一下boost::any的源代码，并模仿一下其实现(相当一部分时拷贝原代码)，下面是代码(只包含必要功能)。

实现any的功能主要由三部分组成：
1）any类
2）真正保存数据的holder类及其基类placeholder
3）获取真正数据的模板函数any_cast，类型转换的功能。

#include <iostream>
#include <list>
#include <cassert>

//自定义的any类
class any
{
public:

    //保存真正数据的接口类
    class placeholder
    {
    public:
        virtual ~placeholder()
        {
        }
    public: 

        virtual const std::type_info & type() const = 0;
        virtual placeholder * clone() const = 0;
    };

    //真正保存和获取数据的类。
    template<typename ValueType>
    class holder : public placeholder
    {
    public:
        holder(const ValueType & value): held(value)
        {
        }

    public: 

        virtual const std::type_info & type() const
        {
            return typeid(ValueType);
        }

        virtual placeholder * clone() const
        {
            return new holder(held);//使用了原型模式
        }

    public: 

        //真正的数据，就保存在这里
        ValueType held;
    };

public:

    any(): content(NULL)
    {
    }

    //模板构造函数，参数可以是任意类型，真正的数据保存在content中
    template<typename ValueType>
    any(const ValueType & value): content(new holder<ValueType>(value))
    {
    }  

    //拷贝构造函数
    any(const any & other)
        : content(other.content ? other.content->clone() : 0)
    {
    }

    //析构函数，删除保存数据的content对象
    ~any()
    {
        if(NULL != content)
            delete content;
    }

private:
    //一个placeholde对象指针，指向其子类folder的一个实现
    // 即content( new holder<ValueType>(value) )语句
    placeholder* content;

    template<typename ValueType> friend ValueType any_cast(const any& operand);
public: 

    //查询真实数据的类型。
    const std::type_info & type() const
    {
        return content ? content->type() : typeid(void);
    }
};

//获取content->helder数据的方法。用来获取真正的数据
template<typename ValueType>
ValueType any_cast(const any& operand)
{
    assert( operand.type() == typeid(ValueType) );
    return static_cast<any::holder<ValueType> *>(operand.content)->held;
}

//下代码是使用示例

typedef std::list<any> list_any;

void fill_list(list_any& la)
{
    la.push_back(10);//存放常数；调用了any的模板构造函数，下同
    la.push_back( std::string("我是string") );//存放字符串对象；注意la.push_back(“dyunze”)错误，因为会被当错字符串数组

    char* p = "我是常量区字符串abc";
    la.push_back(p);//可以存放指针，但要注意指针的失效问题
}

//根据类型进行显示
void show_list(list_any& la)
{
    list_any::iterator it;

    for( it = la.begin(); it != la.end(); it++ )
    {    

        if( (*it).type() == typeid(int) )
            std::cout<<any_cast<int>(*it)<<std::endl;
        else if( (*it).type() == typeid(std::string) )
            std::cout<<any_cast<std::string>(*it).c_str()<<std::endl;
        else if( (*it).type() == typeid(char*) )
            std::cout<<any_cast<char*>(*it)<<std::endl;
    }
}

int main()
{
    list_any la;
    fill_list(la);
    show_list(la);

    return 0;
}

参考文献

1）http://www.nohack.cn/code/other/2006-10-05/10230.html

2）boost::any源代码