C++标准模板（STL）- 类型支持（特性上的运算，变参的逻辑与元函数，std::conjunction）

类型特性

类型特性定义一个编译时基于模板的结构，以查询或修改类型的属性。

试图特化定义于 <type_traits> 头文件的模板导致未定义行为，除了 std::common_type 可依照其所描述特化。

定义于<type_traits>头文件的模板可以用不完整类型实例化，除非另外有指定，尽管通常禁止以不完整类型实例化标准库模板。

特性上的运算

变参的逻辑与元函数

std::conjunction

template<class... B>
struct conjunction;

(1)

(C++17 起)

组成类型特性 B... 的逻辑合取，等效地在特性序列上进行逻辑与。

特化 std::conjunction<B1, ..., BN> 有一个公开且无歧义的基类，即

若 sizeof...(B) == 0 ，则是 std::true_type ；否则
若 B1, ..., BN 中有 bool(Bi::value) == false ，则为首个 Bi ，否则若无这种类型，则为 BN 。

不隐藏 conjunction 及 operator= 以外的基类成员名，而它们在 conjunction 中无歧义地可用。

合取是短路的：若存在模板类型参数 Bi 满足 bool(Bi::value) == false ，则实例化 conjunction<B1, ..., BN>::value 不要求 j > i 的 Bj::value 的实例化。

模板形参

B... - 每个要实例化 Bi::value 的模板参数 Bi 必须可用作基类，且定义了可转换到 bool 的成员 value

辅助变量模板

template<class... B>
inline constexpr bool conjunction_v = conjunction<B...>::value;

(C++17 起)

可能的实现

template<class...> struct conjunction : std::true_type { };
template<class B1> struct conjunction<B1> : B1 { };
template<class B1, class... Bn>
struct conjunction<B1, Bn...> 
    : std::conditional_t<bool(B1::value), conjunction<Bn...>, B1> {};

注意

conjunction 的特化不需要继承自 std::true_type 或 std::false_type ：它简单地继承自首个 B ，其 ::value 显式转换为 bool 后为 false ，或在它们都转换为 true 时继承自最后的 B 。例如， std::conjunction<std::integral_constant<int, 2>, std::integral_constant<int, 4>>::value 为 4 。

conjunction 的短路实例化异于折叠表达式：类似 (... && Bs::value) 的折叠表达式实例化 Bs 中的每个 B ，而 std::conjunction_v<Bs...> 一旦能确定值就停止实例化。若之后的类型实例化代价高昂，或以错误类型实例化时能导致硬错误，则这特别有用。

调用示例

#include <iostream>
#include <type_traits>

namespace std
{
template< bool B, class T, class F >
using conditional_t = typename conditional<B, T, F>::type;

template< bool B, class T = void >
using enable_if_t = typename enable_if<B, T>::type;
}

namespace std
{
template<class...> struct conjunction : std::true_type { };

template<class B1> struct conjunction<B1> : B1 { };

template<class... B>
constexpr bool conjunction_v = conjunction<B...>::value;

template<class B1, class... Bn>
struct conjunction<B1, Bn...>
: std::conditional_t<bool(B1::value), conjunction<Bn...>, B1> {};
}

// 若所有 Ts... 都拥有等同于 T 的类型，则启用 func
template<typename T, typename... Ts>
std::enable_if_t<std::conjunction_v<std::is_same<T, Ts>...>>
        func(T, Ts...)
{
    std::cout << "all types in pack are T" << std::endl;
}

// 否则
template<typename T, typename... Ts>
std::enable_if_t < !std::conjunction_v<std::is_same<T, Ts>... >>
        func(T, Ts...)
{
    std::cout << "not all types in pack are T" << std::endl;
}

int main()
{
    func(1, 2, 3);
    func(1, 2, "hello!");
    return 0;
}

输出

all types in pack are T
not all types in pack are T