C++标准模板（STL）- 类型支持 （杂项变换，void 变参别名模板，std::void_t）

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。
 

杂项变换

void 变参别名模板

std::void_t

template< class... > using void_t = void;

(C++17 起)

将任意类型的序列映射到类型 void 的工具元函数。

注意

模板元编程中，用此元函数检测 SFINAE 语境中的病式类型：

// 初等模板处理无嵌套 ::type 成员的类型：
template< class, class = std::void_t<> >
struct has_type_member : std::false_type { };
 
// 特化识别拥有嵌套 ::type 成员的类型：
template< class T >
struct has_type_member<T, std::void_t<typename T::type>> : std::true_type { };

它亦可用于检测表达式的合法性：

// 初等模板处理不支持前置自增的类型：
template< class, class = std::void_t<> >
struct has_pre_increment_member : std::false_type { };
// 特化识别支持前置自增的类型：
template< class T >
struct has_pre_increment_member<T,
           std::void_t<decltype( ++std::declval<T&>() )>
       > : std::true_type { };

直至 CWG1558 （ C++14 缺陷）前，别名模板中未使用的参数不保证 SFINAE 且可被忽略，故早期编译器要求 void_t 的更复杂定义，例如：

template<typename... Ts> struct make_void { typedef void type;};
template<typename... Ts> using void_t = typename make_void<Ts...>::type;

调用示例

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <vector>
#include <map>

namespace std
{
template<typename... Ts> struct make_void
{
    typedef void type;
};
template<typename... Ts> using void_t = typename make_void<Ts...>::type;
}

class A {};

template <typename T, typename = void>
struct is_iterable : std::false_type {};
template <typename T>
struct is_iterable<T, std::void_t<decltype(std::declval<T>().begin()),
       decltype(std::declval<T>().end())>>
       : std::true_type {};

// 迭代器特性，其 value_type 始终为被迭代容器的 value_type ，
// 即使用 value_type 为 void 的 back_insert_iterator

template <typename T, typename = void>
struct iterator_trait: std::iterator_traits<T> {};
template <typename T>
struct iterator_trait<T, std::void_t<typename T::container_type>>
            : std::iterator_traits<typename T::container_type::iterator> {};

int main()
{
    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "is_iterable<std::vector<double>>::value:      "
              << is_iterable<std::vector<double>>::value << std::endl;
    std::cout << "is_iterable<std::map<int, double>>::value:    "
              << is_iterable<std::map<int, double>>::value << std::endl;
    std::cout << "is_iterable<double>::value:                   "
              << is_iterable<double>::value << std::endl;
    std::cout << "is_iterable<A>::value:                        "
              << is_iterable<A>::value << std::endl;

    std::vector<int> v;

    std::cout << "std::is_same<iterator_trait<std::back_inserter(v)>,iterator_trait<v.cbegin()>:  "
              << std::is_same<iterator_trait<decltype(std::back_inserter(v))>::value_type
              , iterator_trait<decltype(v.cbegin())>::value_type >::value << std::endl;

    return 0;
}

输出

is_iterable<std::vector<double>>::value:      true
is_iterable<std::map<int, double>>::value:    true
is_iterable<double>::value:                   false
is_iterable<A>::value:                        false
std::is_same<iterator_trait<std::back_inserter(v)>,iterator_trait<v.cbegin()>:  true