C/C++编程：Type Trait

最新推荐文章于 2025-07-05 08:56:48 发布

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分类专栏： C++

原文链接：https://zh.cppreference.com/w/cpp/header/type_traits

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本文介绍了TypeTrait的概念及其在C++中的应用。TypeTrait是一种用于处理类型属性的模板，它能够在编译时期根据类型参数生成特定的类型或值。文章通过实例展示了如何使用TypeTrait来简化类型检查和处理共通类型的问题。

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什么是Type Trait

所谓type trait，提供一种用来处理type属性的办法。

它是个template，可以在编译器根据一个或者多个template实参(通常也是type)产生一个type或者value

请看下面例子：

template <typename T>
void foo(const T& val) {
    if (std::is_pointer<T>::value) {
        cout << "foo called for a pointer " << endl;
    }
    else
        cout << "foo() called for a value" << endl;
    //...
}

trait std::is_pointer定义于<type_traits>，用来检查T是否pointer type。若是，就是 type true_type，否则type false_type。而::value若非产生true就是false。

但是，不能如下这么做：

template <typename T>
void foo(const T& val) {
    std::cout << (std::is_pointer<T>::value ? *val : val) << endl;
}

原因是，代码扩展后会同时产生*val和val，如果你传递一个int使编译器表达式is_point<T>::value产生false，代码会被扩展为：

std::is_pointer<T>::value ? *val : val

这是不能通过变异的，因为当“val是个整数”时，*val是一个无效表达式。

但是你可以这样做：

template <typename T>
void fool_impl(const T& val,std::true_type){
    cout << "foo() called for pointer to " << *val << endl;
}

template<typename T>
void fool_impl(const T7 val, std::false_type){
    cout << "foo() called value to  "<< val << endl;
}

template<typename T>
void foo(const T& val){
    fool_impl(val,std::is_pointer<T>());
}

这比重载版本要好。是因为，有时候太多重载版本并无必要。

一般而言，type trait 的威力来自于一个事实：它们是泛型代码的基石。下面两个例子可以说明这个观点

针对整数的弹性重载

假设一个函数foo()，对于整数类型和浮点类型的实参有不同的实现。通常做法是重载：

void foo(short);
void foo(unsigned short);
void foo(int);
...
void foo(float);
void foo(double);
void foo(long double);

每多一个类型，就需要一个新的重载函数。但是，有了type trait就是不一样：

template <typename T>
void foo_impl(T val, true_type);

template<typename T>
void foo_impl(T val, false_type);

template<typename T>
void foo(const T& val){
    fool_impl(val,std::is_integral<T>());
}

只需提供两份实现，整数和浮点，完事儿。

处理共通类型

不同类型的两个值的总和或最小值就该使用所谓的共通类型。否则，如果我想实现一个函数，判断不同类型的两值中的最小值，其返回类型该是什么呢？

template<typename T1, typename T2>
??? min(const T1& x, const T2& T);

这时如果运用type trait，就可以解决问题：

template<typename T1, typename T2>
typename std::common_type<T1,T2>::type min(const T1& x, const T2& T);

如果两个实参都是int 或者都是long，或者一个是int一个是long，std::common_type<T1,T2>::type 会产生int。如果实参之一是string而另一个是字符串字面常量，就产生std::string.

怎么办到的？实际上，它只是使用了操作符?:的规则而已：

template<typename T1, typename T2>
struct common_type<T1,T2>{
    typedef decltype(true ? decval<T1>() : decval<T2>()) type;
};

其中 decltype是c++11提供的关键字，用以到处表达式类型，declval()是辅助性trait，依据传入的类型提供一个值，但是不去核算它

Type Trait探讨

头文件

#include <type_traits>

成员函数变量等具体是怎么用的