c++ - 理解类型特征的架构

Question

根据我目前对 type traits 的理解，我想以最好的方式表达这个问题。 .

我的理解是type traits中的所有模板类继承自 std::integral_constant ，它包装了 value 的表示模板类已被实例化，及其对应的 type .此外，type traits 中的通用模板类继承自 std::integral_constant 的辅助别名模板，即 std::bool_constant ，正如他们的定义所证明的那样。

例如，在 std::is_arithmetic 的情况下, value 的类型继承自 std::integral_constant是bool ，这意味着模板类继承自 std::bool_constant .此外，模板类 std::is_arithmetic还继承了 operator bool从它的底层基础，它应该将对象转换为 bool和(可能将其作为 value 中的结果返回)。

所以我的问题是:整个语义是如何联系在一起的？

对于 std::is_arithmetic<2> 的实例，如果假设基数是 std::integral_constant<typename T, T v> , T变成 int和 v变成 2 .但是，由于 type traits 中的大多数常见模板类显然继承自 std::bool_constant ，基类实例化首先是如何发生的？值(value)(可能)转换为 true 的基本逻辑是什么？或 false ，由继承的 operator bool 返回？

Answer 1

这是 integral_constant 的可能实现:

template <typename T, T v>
struct integral_constant {
    static constexpr T value = v;

    using value_type = T;
    using type = integral_constant; // the current instantiation

    constexpr   operator T() const noexcept { return v; }
    constexpr T operator()() const noexcept { return v; }
};

所以可以通过三种方式访问​​ integral_constant 的值(或派生类):

• integral_constant<T, v>::value , 其中静态数据成员 value被使用；

• integral_constant<T, v>{}() , 其中operator()在 integral_constant<T, v> 类型的对象上调用;和

• integral_constant<T, v>{}隐式转换为 bool。

bool_constant只是一个别名模板:

template <bool B>
using bool_constant = integral_constant<bool, B>;

using true_type = bool_constant<true>;
using false_type = bool_constant<false>;

现在让我们考虑一个实际的类型特征。取is_same例如:

template <typename T, typename U>
struct is_same :false_type {};
template <typename T>
struct is_same<T, T> :true_type {};

它源自true_type (即 integral_constant<bool, true> )如果类型相同，或 false_type (即 integral_constant<bool, false> )否则。因此，您可以按照上述三种方式使用它:

static_assert(is_same<int, int>::value); // use ::value member
static_assert(is_same<int, int>{}());    // use operator()
static_assert(is_same<int, int>{});      // use operator bool

您还可以使用 ::type提取基础 integral_constant基类，和 ::value_type提取值的类型:

static_assert(is_same<true_type, is_same<int, int>::type>{});
static_assert(is_same<bool, is_same<int, int>::value_type>{});

在 C++17 中，我们有另一种访问值的方法:is_same_v<int, int> .

static_assert(is_same_v<int, int>);      // since C++17

这不是魔术； is_same_v只是一个变量模板，定义为相应的值:

template <typename T, typename U>
inline constexpr bool is_same_v = is_same<T, U>::value;