C++模板元编程Type_traits

type_traits

• type_traits是C++11提供的模板元基础库。
• type_traits可实现在编译期计算、判断、转换、查询等等功能。
• type_traits提供了编译期的true和false。

// type_traits中源码
template <class T, T val>
struct integral_constant
{
   typedef integral_constant<T, val>  type;
   typedef T                          value_type;
   static const T value = val;
};
// ture type
typedef integral_constant<bool, true>  true_type;
// flase type
typedef integral_constant<bool, false> false_type;

• 代码(使用type_traits提供的一些功能)

#include <iostream>
#include <type_traits>
using namespace std;

int main()
{
	// 判断int和const int类型
	std::cout << "int: " << std::is_const<int>::value << std::endl;
	std::cout << "const int:" << std::is_const<const int>::value << std::endl;

	// 判断类型是否相同
	std::cout << std::is_same<int, int>::value << "\n";
	std::cout << std::is_same<int, unsigned int>::value << "\n";

	// 添加/移除const
	std::cout << std::is_same<const int, add_const<int>::type>::value << std::endl;
	std::cout << std::is_same<int, remove_const<const int>::type>::value << std::endl;

	//添加引用
	std::cout << std::is_same<int&, add_lvalue_reference<int>::type>::value << std::endl;
	std::cout << std::is_same<int&&, add_rvalue_reference<int>::type>::value << std::endl;

	// 取公共类型
	typedef std::common_type<unsigned char, short, int>::type NumericType;
	std::cout << std::is_same<int, NumericType>::value << std::endl;
	return 0;
}

• type_traits std::conditional 在编译期根据一个判断式选择两个类型中的一个，类似三元表达式。

// 原型
template<bool B, class T, class F>
struct conditional;

// 例子
#include <iostream>
#include <type_traits>

using namespace std;

int main()
{
    typedef std::conditional<true, int , char>::type A;
    typedef std::conditional<false, int, char>::type B;
}

• type_traits std::decay(朽化)，对于普通类型移除引用和cv符(const和volatile)，规则如下：

1. 移除T类型的引用，得到类型U，U为remove_reference < T > ::type
2. 如果is_array < U > ::value为真，修改类型为 remove_reference< U >::type*
3. 否则，如果is_function < U > ::value为真，修改类型为add_pointer< U >::type
4. 否则，修改类型为remove_cv< U >::type

// 例
typedef std::decay<int>::type Normal;    // int
typedef std::decay<int&>::type Ref;    // int
typedef std::decay<int&&>::type RefRef;    // int
typedef std::decay<const int&>::type const;    // int
typedef std::decay<int[2]>::type Array;    // int*
typedef std::decay<int(int)>::type FunPtr;    // int(*)(int) 函数指针

• 因此，利用std::decay可以方便的获得函数指针。

• type_traits std::result_of元函数，用来获取可调用对象的返回类型。

typedef int(&fn_ref)(int);
typedef int(*fn_ptr)(int);

struct fn_class
{
    int operator()(int i)
    {
        return i;
    }
}

int main()
{
    typedef std::result_of<fn_ref(int)>::type int_f;    // int
    typedef std::reuslt_of<fn_ptr(int)>::type int_s;    // int
}

• type_tratis std::enable_if，它利用SFINAE(substitude failuer is not an error)特性，根据条件选择重载函数。

// 原型 ，在判断条件B为真时，函数才有效
template<bool B, class T = void> struct enable_if;

// 例
typename std::endable_if<std::is_arithmetic<T>::value, T>::type foo(T t)
{
    return t;
}


auto numberic = foo(1);    // 返回整数1
auto str = foo("test");    // 编译失败

// 例 相当于函数重载，通过enable_if和条件判断式，将入参分为两类(数字和非数字)

template<class T>
typename std::enable_if<std::is_arithmetic<T>::value, int>::type fool(T t)
{
    cout<< t << endl;
    return 0;
}

template<class T>
typename std::enable_if<!std::is_arithmetic<T>::value, int>::type fool(T& t) foo(T t)
{
    cout << t << endl;
    return 1;
}