c++11 之type_traits

1.type_traits-类型萃取

 （1）type_traits可以在一定程度上消除 switch-case 或者 if-else语句，降低程序的复杂度

（2）可以在编译期就检查出是否是正确类型

1.1基本的type_traits

定义编译期常量

  struct GetLeftSize

{

   static const int value =1;

}

或

 struct GetLeftSize

{

   enum { value = 1};

};

在c++11中定义编译期常量，无须自己定义static const int 或 enum类型,只需要从std::integral_constant派生：

template

struct GetLeftSize : std::integral_constant

{

};

可以通过 GetLeftSize::value来获取常量1，看下integral_constant的包装：

template

struct integral_constant

{

 static const T value = v;

 typedef T value_type;

 typedef integral_constant type;

 operator vaue_type() {return value;}

};

而true_type和false_type是integtal_constant的一个实例：

typedef integral_constant true_type;

typedef integral_constant false_type;

std::true_type和std::false_type分别定义了编译期的true和false类型

1.2类型判断的type_traits

template

struct is_integral;

检查T类型： bool char char16_t char32_t wchar_t short int long longlong,其中一种返回true。std::is_integral::value为true

is_void 

is_floating_point 浮点类型（非指针）

is_array

is_pointer 指针类型（包括函数指针，不包括成员函数指针）

is_enum

is_union 是否为非union的class/struct

is_class

is_function 是否为函数类型

is_reference 是否为引用类型（左右引用都行）

is_arithmetic是否为整型和浮点型

is_fundamental 是否为整型、浮点、void、nullptr_t

is_object 是否为一个对象类型（不是函数 不是引用 不是void）

is_member_pointer 是否为成员函数指针类型

is_polymorphic 虚函数

is_abstract 抽象类

is_signed 有符号类型

is_unsigned 无符号类型

is_const 为const修饰的类型

通过 std::is_xxx::value来判断是否满足条件

std::is_const::value == true;

std::is_const::value == false;

1.3 traits之判断两个类型的关系

template

struct is_same; 判断两个类型是否相同

template

struct is_base_of; //判断Base是否为Derived的基类

template

struct is_convertible; 判断前面类型是否可以转换为后面类型

#include

#include

class A {};

class B : public A{};

class C{};

int mian()

{

 bool b2a = std::is_convertible::value; // true

 bool a2b = std::is_convertible::value; // false 不能向下转换

........

}

3.type_traits之 类型的转换

template

struct remove_const; 移除const

以下写法省略template struct

add_const

remove_reference

add_lvalue_reference

add_rvalue_reference

remove_extent // 移除数组顶层的维度

remove_all_extent //移除数组的所有维度

remove_pointer 移除指针

add_pointer 添加指针

decay 移除cv或添加指针

common_type 获取公共类型

获取转换后的类型是通过：

std::xx<>::type来获取类型的，非::value

根据模板参数类创建对象时，要注意移除引用：

template

typename std::remove_reference::type* Create（）

{

   typedef typename std::remove_reference::type U;

   return new U();

}

在上述例子中，返回值和函数中typename是因为模板的嵌套从属类型，好好看模板基础吧！哈哈哈~~~~

模板参数类型可能是引用类型，而创建对象时，需要原始的类型，不能用引用类型，所以需要将可能的引用移除

移除cv引用类型（什么鬼东西，从来没有见到过，为了满足下荣誉感，还加上吧）

template

T* Create()

{
  return new T();

}

int* p = Create();

编译失败；需移除引用和cv符才能获取原始的类型int

template

typename std::remove_cv::type>::type* Create()

{

  typedef typename std::remove_cv::type>::type U;

  return new U();

}

代码较长，用decay来替代去除引用和cv（麻蛋，什么鬼，前面不是只说decay能去处cv，怎么又多出个引用啊，~~~）：

template

typename std::decay::type* Create()

{

 typedef typename std::decay::type U;

 return new U;

}

cv : const volatile

decay的功能还不止为此，还可以用于数组和函数：

先移除T类型的引用，得到类型U，U定义为remove_reference::type

如果is_array::value为true,修改类型type为remove_extent::type*;

否则如果is_function::value为true,修改类型为add_pointer::type

否则修改类型为remove_cv::type,去处const 或 volatile

（上面的法则真是让人想吐，那个SB定义的！！）

int&& ---int

const int& -- int

int[2] -- int*

int(int) -- int(*)(int)

函数变成函数指针可以保存下来（但是函数变成函数指针到底指的是什么鬼？就是类似int(int)变成int(*)(int)吗？）

using FnType = typename std::decay::type 实现函数指针类型的定义

1.2 traits -- 根据条件选择

std::conditional 在编译期根据一个判断式选择两个类型中的一个：

template

struct conditional;

如果B为true,则conditional::type为T，否则为F

比较两个类型输出较大的那个：

 typedef std::conditional<(sizeof(long long) > sizeof(long double)), long long, long double>::type max_size_t;

count<

1.3 traits--获取可调用对象返回类型

template

?? Func(F f, Arg arg)

{

  return f(r);

}

不能直接确定返回的类型；可以通过decltype来推断：

template

decltype((*(F*)0)((*(Arg*)0))) Func(F f, Arg arg)

{
  return f(arg);

}

前置的那么难理解啊？算了，还是看后置的吧

template

auto Func(F f, Arg arg)->decltype(f(arg))

{

  return f(arg);

}

上述代码在没有参数的情况下，是不能通过decltype来推导类型的

#include

class A

{ 

   A() = delete;

public:

  int operator()(int i)

  {

    return i;

 }

};

int main ()

{

  decltype(A()(0)) i =4;

  cout<

  return 0;

}

上述的代码会报错，因为A没有默认构造函数；对于没有默认构造函数的类型，如果希望推导其成员函数的返回类型，需要借助std::declval

decltype(std::declval()(std::declval())) i =4;

std::declval能获取任何类型的临时值，不管它是否有默认构造函数，因此，可以通过declval()来获取A的临时值；

注：declval获取的临时值引用不能用于求值，因此，需要用decltype来推断出最终的返回类型

c++11提供了另外一个trait函数，用来获取一个可调用对象,std::result_of，这个真的很吊的！！！！！！！！！！！！！

std::result_of::type i = 4;

其实，std::result_of::type 实际上等价于 decltype(std::declval()(std::declval()))  这个真不好用，输入都费劲！！！

std::result_of的原型如下：

tempalte

class result_of;

std::result_of要求Fn为一个可调用对象，不能是一个函数类型，函数类型不是一个可调用对象。

typedef std::result_of::type A; // 这种方式是错误的，这是一个函数而非可调用对象

这里说下函数对象的定义：

 1.函数指针

2.具有operator()成员函数的类对象（仿函数）

3.可被转换为函数指针的类对象

4.类成员（函数）指针

例子就不举了，反正你也看不懂，哈哈哈~~~~~~~

result_of例子走起，真尼玛牛逼，，，，，但是一般类没有构造函数的情况比较少，那么是不是用decltype比较好些，不需要转化为可调用对象

example1:

int fn(int) { return int(); }  函数

如果要对某个函数使用std::result_of，首先将函数转化为可调用对象

typedef std::result_of ::type A;  // 这是什么鬼啊啊？？？

typedef std::result_of::type B;   // 这个也看不懂？？？？

typedef std::result_of::type(int)> ::type C;

static_assert(std::is_same::value, "not equal"); true

static_assert(std::is_same::value, "not equal"); true

static_assert(std::is_same::value, "not equal"); true

example2:

template

auto GroupBy(const vector& vt, const Fn& keySelector)-> multimap( decltype(keySelector((Person& ) nullptr)), Person>

{

      typedef decltype(keySelector(*(Person*) nullptr)) key_type;

     multimap map;

      std::for_each(vt.begin(), vt.end(), [&](const Person& person)

     {

       map.insert(make_pair(keySelector(person), person));

     });

    return map;

}

可以看出键值是以Fn作为函数，Person对象作为输入参数来获取类型的。

但是decltype(keySelector(*(Person*) nullptr)) key_type 比较难懂啊？？？？？？ri

用result_of来替换

template

multimap::type, Person>

GroupBy(const vector& vt, Fn&& keySelector)

{

  typedef std::result_of:: type key_type; // Fn(Person)两个里面都是类型，到底是参数还是都行？？？？

  multimap map;

  std::for_each(vt.begin(), vt.end(), [&] (const Person& person)

{

  map.insert(make_pair(keySelector(person), person));

});

return map;

}

1.4 traits--根据条件禁用或启用

匹配重载函数：

 template

void Fuc(T*){ }

template

void Fun(T){}

int main()

{ 

  Func(1);

  return 0;

}

将会匹配第二个重载函数

template 

struct enable_if;

在判断条件B为true时，enable_if才有效，否则的话编译失败

template

typename std::enable_if::value, T>::type foo(T t)

{

  return t;

}

auto r = foo(1);

auto r1 = foo(1.2);

auto r2 = foo("tess"); // 编译错误       

std::enable_if 不仅可以作用于返回值，还可以作用于模板定义、类模板特化、入参类型的限定

// 判断第二个入参类型是否为integral类型(我感觉这句话有问题，因为判断T是否为整型，T也是第一个参数类型啊?你说是不是？)

template

T foo2(T t, typename std::enable_if::value, int>::type = 0) // 默认值为0

{

  return t;

}

foo2(1,2); 可以

foo2(1," ");第二个参数错误

// 对模板参数T做了限定，T只能为integral类型

template::value>::type >

T foo3(T t)

{

  return t;

}

template

class A;

// 模板特化，对模板参数做了限定，模板参数只能为浮点型

template

class A::value>::type>{};

A a;

A a; // 编译错误，模板参数应该为浮点型

要求：对于入参为arithmetic类型的返回 0 ，非arithmetic类型的返回1;

template

typename enable_if::value, int> ::type foo(T t)

{

  cout<

  return 0;

}

template

typename enable_if::value, int>::type foo(T& t)

{

  cout<

 return 1;

}

std::enable_if的第二个参数是默认模板参数void类型，因此在函数没有返回值时，后面的模板参数可以省略

typename std::enable_if::value>::type fool(T t)  //返回值为void, 前面是为了检查类型是否符合条件

{

  cout<

}

typename std::enable_if::value>::type foo1(T& t)

{

 cout<

}

可以看到std::enable_if的强大重载机制，即使返回值相同也可以重载，（NIMA当我瞎啊，入参类型不是不一样吗？引用到底影不影响啊？？？？？）

下面来一段牛逼的代码：

template

string ToString(T t)

{

  if(typeid(T) == typeid(int) || typeid(T) == typeid(double) || typeid(T) == typeid(float) )

{

  std::string stream ss;

  ss<

 return ss.str();

} 

else if(typeid(T) == typeid(string))

{

 return t;

}

}

用enable_if来替换：

template

typename std::enable_if::value, string>::type

  ToString(T& t) { return std::to_string(t); }

tempalte

typename std::enable_if::value, string>::type

 ToString(T& t) { return t; }