Ｃ++１１ enable_if 详解

enable_if<>这个概念，以前从没有遇到过，这里做个小记。

/*----------llvm/include/llvm/ADT/Hashing.h------------*/
/// \brief Compute a hash_code for any integer value.
///
/// Note that this function is intended to compute the same hash_code for
/// a particular value without regard to the pre-promotion type. This is in
/// contrast to hash_combine which may produce different hash_codes for
/// differing argument types even if they would implicit promote to a common
/// type without changing the value.

template
typename std::enable_if::value, hash_code>::type
hash_value(T value);

enable_if 的主要作用就是当某个 condition 成立时，enable_if可以提供某种类型。enable_if在标准库中通过结构体模板实现的，声明如下：

template struct enable_if;

   

英文解释如下：

    Enable type if the condition is met.
    The type T is enabled as member type enable_if::type if Cond is true. Otherwise, enable_if::type is not defined.

但是当 condition 不满足的时候，enable_if<>::type 就是未定义的，当用到模板相关的场景时，只会 instantiate fail，并不会编译错误，这时很重要的一点。为了理解 std::enable_if<> 的实现，我们先来了解一下 SFINAE。
SFINAE

SFINAE 是C++ 的一种语言属性，具体内容就是”从一组重载函数中删除模板实例化无效的函数”。

    Prune functions that do not yield valid template instantiations from a set of overload functions.

SFINAE 的的全称是 Substitution Failure Is Not An Error。

SFINAE 应用最为广泛的场景是C++中的 std::enable_if，这里有完整的英文描述：

    In the process of template argument deduction, a C++ compiler attempts to instantiate signatures of a number of candidate overloaded functions to make sure that exactly one overloaded function is available as a perfect match for a given function call.

从上面的描述中我们可以看到，在对一个函数调用进行模板推导时，编译器会尝试推导所有的候选函数（重载函数，模板，但是普通函数的优先级要高），以确保得到一个最完美的匹配。

    If an invalid argument or return type is formed during the instantiation of a function template, the instantiation is removed from the overload resolution set instead of causing a compilation error.
    As long as there is one and only one function to which the call can be dispatched, the compiler issues no errors.

也就是说在推导的过程中，如果出现了无效的模板参数，则会将该候选函数从重载决议集合中删除，只要最终得到了一个 perfect match ，编译就不会报错。

如下代码所示：

long multiply(int i, int j) { return i * j; }　　　#１

template
typename T::multiplication_result multiply(T t1, T t2)
{
    return t1 * t2;
}

int main(void)
{
    multiply(4, 5);　//最佳匹配为int multiply(int,int),Ｔ为int为最佳；但是int没有multiplication_result成员，所以，使用#1,
}  

main 函数调用 multiply 会使编译器会尽可能去匹配所有候选函数，虽然第一个 multiply 函数明显是较优的匹配，但是为了得到一个最精确的匹配，编译器依然会尝试去匹配剩下的候选函数，此时就会去推导 第二个multiply 函数，中间在参数推导的过程中出现了一个无效的类型 int::multiplication_result ，但是因为 SFINAE 原则并不会报错。
std::enable_if<> 的实现

前面我们在介绍 std::enable_if 的时候提到，如果 condition 不满足的话，会生成一个无效的类型，此处由于 SFINAE 机制的存在，只要 call 存在一个匹配的话，就不会报错（只是简单的丢弃该函数）。

std::enable_if<>的实现机制如下代码所示：

template struct enable_if {};

template struct enable_if { typedef T type; };

   

从上面的代码可以看到，在 condition 为真的时候，由于偏特化机制，第二个结构体模板明显是一个更好的匹配，所以 std::enable_if<>::type 就是有效的。当 condition 为假的时候，只有第一个结构体模板能够匹配，所以 std::enable_if<>::type 是无效的，会被丢弃。

Note: 下面是Visual Studio 2013的实现：

    // TEMPLATE CLASS enable_if
template     class _Ty = void>
    struct enable_if
    {   // type is undefined for assumed !_Test
    };

template
    struct enable_if
    {   // type is _Ty for _Test
    typedef _Ty type;
    };

 

std::enable_if<> 使用及使用

std::enable_if<> 的使用原型如下所示：

template struct enable_if;

    1

    Cond, A compile-time constant of type bool
    T, A type.

使用 enable_if 的时候，对参数有这两方面的限制。
member type     definition
type     T (defined only if Cond is true)

该例子来自于 这里：

// enable_if example: two ways of using enable_if
#include
#include

// 1. the return type (bool) is only valid if T is an integral type:
template
typename std::enable_if::value,bool>::type
  is_odd (T i) {return bool(i%2);}

// 2. the second template argument is only valid if T is an integral type:
template < class T,
           class = typename std::enable_if::value>::type>
bool is_even (T i) {return !bool(i%2);}

int main() {

  short int i = 1;    // code does not compile if type of i is not integral;如果　inr为非整型，代码不会编译；  std::cout << 　　　　std::boolalpha;
  std::cout << "i is odd: " << is_odd(i) << std::endl;
  std::cout << "i is even: " << is_even(i) << std::endl;

  return 0;
}