C++ enable_if的使用

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本文深入探讨C++中enable_if特性的应用，讲解如何根据不同类型的条件实例化模板，包括函数重载的局限性、SFINAE原则以及enable_if的具体使用场景。

http://www.fuzihao.org/blog/2016/07/14/C-enable-if%E7%9A%84%E4%BD%BF%E7%94%A8/

C++的enable_if常用于构建需要根据不同的类型的条件实例化不同模板的时候。本文主要讲了enable_if的使用场景和使用方式。 ## 函数重载的缺陷函数重载能解决同名函数针对不同传入参数类型而实现不同的功能。举一个简单的例子：

void print(int a){
    cout<<"in int print";
}
void print(double a){
    cout<<"in double print";
}
int main(){
    f(1);
    f(1.0);
}

输出：

in int f()
in double f()

可以看出，这里的选择方式是通过不同的参数类型实现的。那么问题来了，如果我们是写的模板，想根据模板的条件来选择实现该怎么办？（例如，对于我们定义的一些class做输入时，采用一种方式实现，而对于其他类型的话采用另一种方式）。这就需要用到enable_if

SFINAE原则与enable_if简介

C++模板函数重载依赖于 SFINAE (substitution-failure-is-not-an-error) 原则，即替换失败不认为是错误，而只是简单地pass掉。看下面一个例子：

#include <iostream>
using namespace std;
void f(double a){
    cout<<"in double f()"<<endl;
}
template<typename T>
void f(typename T::noexist a){
    cout<<"in T::noexist f()"<<endl;
}
int main(){
    f(1);
    f(1.0);
}

程序正常编译通过，输出：

in double f()
in double f()

可以看到double和int都没有一个叫noexist的类型，所以解析是失败的，但是直接跳过，调用f的时候都转换为double输出。利用这个原则，我们可以构建一个开关的类，当满足某一条件时，让某类型能出现，不满足时，让他没有该类型，解析失败。这个开关函数就是 enable_if。enable_if是c++的标准模板，其实现非常简单，这里我们给出其实现的一种方式：

template<bool B, class T = void>
    struct user_enable_if {};
template<class T>
struct user_enable_if<true, T> { typedef T type; };

这里我们部分偏特化了当条件B为true时的模板user_enable_if，与普通的user_enable_if的区别就在于定义了type类型，这样，用户使用typename user_enable_if<cond, Type>::type时，当cond为true时，这个表达式是一个类型，而当cond为false时，该表达式解析失败。

enable_if的使用场景

enable_if可以作为参数或返回值加到函数中，我们看具体的例子： 1. 作为参数传入我们在函数参数里多加了一个参数作推导用。

#include <iostream>
using namespace std;
template<bool B, class T = void>
    struct user_enable_if {};
template<class T>
struct user_enable_if<true, T> { typedef T type; };

struct A{};

template<typename T>
struct Traits{
    static const bool is_basic = true;
};

template<>
struct Traits<A>{
    static const bool is_basic = false;
};

template<typename T>
void f(T a, typename user_enable_if<Traits<T>::is_basic, void>::type* dump= 0){
    cout<<"a basic type"<<endl;
}

template<typename T>
void f(T a, typename user_enable_if<!Traits<T>::is_basic, void>::type* dump= 0){
    cout<<"a class type"<<endl;
}

int main(){
    A a;
    f(1);
    f(a);
}

运行输出：

a basic type
a class type

在这里，当f的输入是1时，Traits::is_basic为true，user_enable_if<Traits::is_basic>::type能得到一个type(void)，因此能实例化，而第二个模板不能实例化。而当f的输入是a时，结果正好相反。但有时后我们对参数个数有限制（例如，我们是重载的operator函数，参数个数被严格限制），这时候我们可以把enable_if加到返回值上。 1. 作为返回值代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;
template<bool B, class T = void>
    struct user_enable_if {};
template<class T>
struct user_enable_if<true, T> { typedef T type; };

struct A{};

template<typename T>
struct Traits{
    static const bool is_basic = true;
};

template<>
struct Traits<A>{
    static const bool is_basic = false;
};

template<typename T>
typename user_enable_if<Traits<T>::is_basic, T>::type f(T a){
    cout<<"a basic type"<<endl;
    return a;
}

template<typename T>
typename user_enable_if<!Traits<T>::is_basic, T>::type f(T a){
    cout<<"a class type"<<endl;
    return a;
}

int main(){
    A a;
    f(1);
    f(a);
}

在这里，我们把enable_if用到了返回值上，当传入是1时，user_enable_if<Traits::is_basic, T>::type 为T（即int），而user_enable_if<!Traits::is_basic, T>::type无法解析，因此使用第一个模板实例化。当传入为a时相反。