C++ enable_if

这篇博客展示了如何利用C++的std::enable_if特性来条件化模板函数的行为。示例中定义了两个模板函数`is_odd`和`is_even`,它们分别检查一个类型的值是否为奇数或偶数,但只有当传入类型为整数时这些函数才有效。通过这种方式,可以确保模板只在适合的类型上实例化。
// enable_if example: two ways of using enable_if
#include <iostream>
#include <type_traits>

// 1. 如果T是一个整数类型,则返回值类型为bool是有效类型:
template <class T>
typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value, bool>::type
is_odd(T i) { return bool(i % 2); }

// 2. 第二个模板参数仅在 T 是整数类型时才有效
template <class T,
          class = typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value>::type>
bool is_even(T i) { return !bool(i % 2); }

int main()
{

    short int i = 1; // code does not compile if type of i is not integral

    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "i is odd: " << is_odd(i) << std::endl;
    std::cout << "i is even: " << is_even(i) << std::endl;

    return 0;
}
C++ 模板编程中,`std::enable_if` 和 `std::enable_if_t` 是用于模板元编程的重要工具,主要用于在编译时根据条件启用或禁用特定的模板函数或类。它们之间的区别主要体现在语法和使用方式上。 ### `std::enable_if` `std::enable_if` 是一个模板结构体,其定义如下: ```cpp template<bool Condition, class T = void> struct enable_if; ``` 当 `Condition` 为 `true` 时,`enable_if<Condition, T>` 会定义一个类型 `type`,其类型为 `T`。如果 `Condition` 为 `false`,则 `enable_if` 不会定义 `type`,从而导致编译器在尝试访问 `type` 时产生错误。 通常情况下,`std::enable_if` 会与其他模板参数一起使用,以实现 SFINAE(Substitution Failure Is Not An Error)机制。例如: ```cpp template<typename T> typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value, T>::type add(T a, T b) { return a + b; } ``` 在这个例子中,只有当 `T` 是整数类型时,`std::is_integral<T>::value` 才为 `true`,此时 `std::enable_if` 会定义 `type`,从而使该函数模板有效。否则,该函数模板会被忽略。 ### `std::enable_if_t` `std::enable_if_t` 是 C++14 引入的一个别名模板,它是 `std::enable_if<Condition, T>::type` 的简化形式。其定义如下: ```cpp template<bool Condition, class T = void> using enable_if_t = typename std::enable_if<Condition, T>::type; ``` 通过使用 `std::enable_if_t`,可以简化代码并提高可读性。例如,上面的例子可以改写为: ```cpp template<typename T> std::enable_if_t<std::is_integral<T>::value, T> add(T a, T b) { return a + b; } ``` 在这个例子中,`std::enable_if_t` 直接返回 `T` 类型,而不需要显式地写 `typename std::enable_if<...>::type`。 ### 使用场景 1. **函数重载**:可以通过 `std::enable_if` 或 `std::enable_if_t` 来实现基于类型的函数重载。 2. **类模板特化**:可以在类模板中使用 `std::enable_if` 来根据条件选择不同的实现。 3. **编译时断言**:可以在编译时检查某些条件是否满足,从而避免运行时错误。 ### 示例代码 以下是一个使用 `std::enable_if_t` 的示例: ```cpp #include <type_traits> #include <iostream> template<typename T> std::enable_if_t<std::is_integral<T>::value, T> add(T a, T b) { return a + b; } template<typename T> std::enable_if_t<std::is_floating_point<T>::value, T> add(T a, T b) { return a * b; } int main() { std::cout << add(3, 4) << std::endl; // 输出 7 std::cout << add(3.0, 4.0) << std::endl; // 输出 12 return 0; } ``` 在这个示例中,`add` 函数根据传入的类型(整数或浮点数)选择不同的实现。 ### 总结 - `std::enable_if` 是一个模板结构体,适用于 C++11 及更早版本。 - `std::enable_if_t` 是 C++14 引入的别名模板,简化了 `std::enable_if` 的使用。 - 两者都可以用于实现 SFINAE 机制,但在 C++14 及以后版本中,推荐使用 `std::enable_if_t` 以提高代码的可读性和简洁性 [^2]。
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