• C++标准模板（STL）- 类型支持 （类型特性，is_union，is_class，is_function）

    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 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。

    类型属性


    定义于头文件

    基础类型类别

    继承自 std::integral_constant

    成员常量

    value

    [静态]

    		若 T 为联合体类型则为 true ，否则为 false
    (公开静态成员常量)
    成员函数

    operator bool

    		转换对象为 bool ，返回 value
    (公开成员函数)

    operator()

    (C++14)

    		返回 value
    (公开成员函数)
    成员类型
    类型定义
    value_typebool
    typestd::integral_constant

    检查类型是否为联合体类型

    std::is_union

    template< class T >
    struct is_union;

    		(C++11 起)

    检查 T 是否为联合体类型。若 T 为联合体类型，则提供等于 true 的成员常量 value 。否则 value ，等于 false 。

    模板形参
    T-要检查的类型
    辅助变量模板

    template< class T >
    inline constexpr bool is_union_v = is_union::value;

    		(C++17 起)

    检查类型是否非联合类类型

    std::is_class

    template< class T >
    struct is_class;

    		(C++11 起)

    检查 T 是否为非联合类类型。若 T 为类类型（但非联合体），则提供等于 true 的成员常量 value 。否则， value 等于 false 。

    注意以 struct 关键词声明的类型是类，故此特性对“结构体”为 true 。

    模板形参
    T-要检查的类型
    辅助变量模板

    template< class T >
    inline constexpr bool is_class_v = is_class::value;

     可能的实现
    1. namespace detail {
    2.     template <class T> char test(int T::*);
    3.     struct two { char c[2]; };
    4.     template <class T> two test(...);
    5. }
    6.  
    7. template <class T>
    8. struct is_class : std::integral_constant<bool, sizeof(detail::test<T>(0))==1
    9.                                             && !std::is_union<T>::value> {};

    检查是否为函数类型

    std::is_function

    template< class T >
    struct is_function;

    		(C++11 起)

    检查 T 是否为函数类型。如 std::function 、 lambda 、有重载 operator() 的类和指向函数指针不是函数类型。若 T 为函数类型，则提供等于 true 的成员常量 value 。否则， value 等于 false 。

    模板形参
    T-要检查的类型
    辅助变量模板

    template< class T >
    inline constexpr bool is_function_v = is_function::value;

    		(C++17 起)
     可能的实现
    1. // 初等模板
    2. template<class>
    3. struct is_function : std::false_type { };
    4.  
    5. // 对常规函数的特化
    6. template<class Ret, class... Args>
    7. struct is_function<Ret(Args...)> : std::true_type {};
    8.  
    9. // 对变参数函数，如 std::printf 的特化
    10. template<class Ret, class... Args>
    11. struct is_function<Ret(Args......)> : std::true_type {};
    12.  
    13. // 对拥有 cv 限定符的函数类型的特化
    14. template<class Ret, class... Args>
    15. struct is_function<Ret(Args...) const> : std::true_type {};
    16. template<class Ret, class... Args>
    17. struct is_function<Ret(Args...) volatile> : std::true_type {};
    18. template<class Ret, class... Args>
    19. struct is_function<Ret(Args...) const volatile> : std::true_type {};
    20. template<class Ret, class... Args>
    21. struct is_function<Ret(Args......) const> : std::true_type {};
    22. template<class Ret, class... Args>
    23. struct is_function<Ret(Args......) volatile> : std::true_type {};
    24. template<class Ret, class... Args>
    25. struct is_function<Ret(Args......) const volatile> : std::true_type {};
    26.  
    27. // 对拥有引用限定符的函数类型的特化
    28. template<class Ret, class... Args>
    29. struct is_function<Ret(Args...) &> : std::true_type {};
    30. template<class Ret, class... Args>
    31. struct is_function<Ret(Args...) const &> : std::true_type {};
    32. template<class Ret, class... Args>
    33. struct is_function<Ret(Args...) volatile &> : std::true_type {};
    34. template<class Ret, class... Args>
    35. struct is_function<Ret(Args...) const volatile &> : std::true_type {};
    36. template<class Ret, class... Args>
    37. struct is_function<Ret(Args......) &> : std::true_type {};
    38. template<class Ret, class... Args>
    39. struct is_function<Ret(Args......) const &> : std::true_type {};
    40. template<class Ret, class... Args>
    41. struct is_function<Ret(Args......) volatile &> : std::true_type {};
    42. template<class Ret, class... Args>
    43. struct is_function<Ret(Args......) const volatile &> : std::true_type {};
    44. template<class Ret, class... Args>
    45. struct is_function<Ret(Args...) &&> : std::true_type {};
    46. template<class Ret, class... Args>
    47. struct is_function<Ret(Args...) const &&> : std::true_type {};
    48. template<class Ret, class... Args>
    49. struct is_function<Ret(Args...) volatile &&> : std::true_type {};
    50. template<class Ret, class... Args>
    51. struct is_function<Ret(Args...) const volatile &&> : std::true_type {};
    52. template<class Ret, class... Args>
    53. struct is_function<Ret(Args......) &&> : std::true_type {};
    54. template<class Ret, class... Args>
    55. struct is_function<Ret(Args......) const &&> : std::true_type {};
    56. template<class Ret, class... Args>
    57. struct is_function<Ret(Args......) volatile &&> : std::true_type {};
    58. template<class Ret, class... Args>
    59. struct is_function<Ret(Args......) const volatile &&> : std::true_type {};
    60.  
    61. // 对所有以上的 noexcept 版本的特化（ C++17 及之后）
    62.  
    63. template<class Ret, class... Args>
    64. struct is_function<Ret(Args...) noexcept> : std::true_type {};
    65. template<class Ret, class... Args>
    66. struct is_function<Ret(Args......) noexcept> : std::true_type {};
    67. template<class Ret, class... Args>
    68. struct is_function<Ret(Args...) const noexcept> : std::true_type {};
    69. template<class Ret, class... Args>
    70. struct is_function<Ret(Args...) volatile noexcept> : std::true_type {};
    71. template<class Ret, class... Args>
    72. struct is_function<Ret(Args...) const volatile noexcept> : std::true_type {};
    73. template<class Ret, class... Args>
    74. struct is_function<Ret(Args......) const noexcept> : std::true_type {};
    75. template<class Ret, class... Args>
    76. struct is_function<Ret(Args......) volatile noexcept> : std::true_type {};
    77. template<class Ret, class... Args>
    78. struct is_function<Ret(Args......) const volatile noexcept> : std::true_type {};
    79. template<class Ret, class... Args>
    80. struct is_function<Ret(Args...) & noexcept> : std::true_type {};
    81. template<class Ret, class... Args>
    82. struct is_function<Ret(Args...) const & noexcept> : std::true_type {};
    83. template<class Ret, class... Args>
    84. struct is_function<Ret(Args...) volatile & noexcept> : std::true_type {};
    85. template<class Ret, class... Args>
    86. struct is_function<Ret(Args...) const volatile & noexcept> : std::true_type {};
    87. template<class Ret, class... Args>
    88. struct is_function<Ret(Args......) & noexcept> : std::true_type {};
    89. template<class Ret, class... Args>
    90. struct is_function<Ret(Args......) const & noexcept> : std::true_type {};
    91. template<class Ret, class... Args>
    92. struct is_function<Ret(Args......) volatile & noexcept> : std::true_type {};
    93. template<class Ret, class... Args>
    94. struct is_function<Ret(Args......) const volatile & noexcept> : std::true_type {};
    95. template<class Ret, class... Args>
    96. struct is_function<Ret(Args...) && noexcept> : std::true_type {};
    97. template<class Ret, class... Args>
    98. struct is_function<Ret(Args...) const && noexcept> : std::true_type {};
    99. template<class Ret, class... Args>
    100. struct is_function<Ret(Args...) volatile && noexcept> : std::true_type {};
    101. template<class Ret, class... Args>
    102. struct is_function<Ret(Args...) const volatile && noexcept> : std::true_type {};
    103. template<class Ret, class... Args>
    104. struct is_function<Ret(Args......) && noexcept> : std::true_type {};
    105. template<class Ret, class... Args>
    106. struct is_function<Ret(Args......) const && noexcept> : std::true_type {};
    107. template<class Ret, class... Args>
    108. struct is_function<Ret(Args......) volatile && noexcept> : std::true_type {};
    109. template<class Ret, class... Args>
    110. struct is_function<Ret(Args......) const volatile && noexcept> : std::true_type {};

    调用示例

    1. #include <iostream>
    2. #include <type_traits>
    3.  
    4. struct A {};
    5.  
    6. typedef union
    7. {
    8.     int a;
    9.     float b;
    10. } B;
    11.  
    12. struct C
    13. {
    14.     B d;
    15. };
    16.  
    17. enum E {};
    18.  
    19. enum class Ec : int {};
    20.  
    21. struct D
    22. {
    23.     int fun() const&;
    24. };
    25.  
    26. template<typename>
    27. struct PM_traits {};
    28.  
    29. template<class T, class U>
    30. struct PM_traits<U T::*>
    31. {
    32.     using member_type = U;
    33. };
    34.  
    35. int f();
    36.  
    37. int main()
    38. {
    39.     std::cout << std::boolalpha;
    40.     std::cout << "std::is_union::value:              "
    41.               << std::is_union<A>::value << std::endl;
    42.     std::cout << "std::is_union::value:              "
    43.               << std::is_union<B>::value << std::endl;
    44.     std::cout << "std::is_union::value:              "
    45.               << std::is_union<C>::value << std::endl;
    46.     std::cout << "std::is_union::value:            "
    47.               << std::is_union<int>::value << std::endl;
    48.     std::cout << "std::is_union::value:          "
    49.               << std::is_union<float>::value << std::endl;
    50.     std::cout << std::endl;
    51.  
    52.     std::cout << "std::is_class::value:              "
    53.               << std::is_class<A>::value << std::endl;
    54.     std::cout << "std::is_class::value:              "
    55.               << std::is_class<B>::value << std::endl;
    56.     std::cout << "std::is_class::value:              "
    57.               << std::is_class<C>::value << std::endl;
    58.     std::cout << "std::is_class::value:            "
    59.               << std::is_class<int>::value << std::endl;
    60.     std::cout << "std::is_class::value:          "
    61.               << std::is_class<float>::value << std::endl;
    62.     std::cout << std::endl;
    63.  
    64.     std::cout << "std::is_function::value:           "
    65.               << std::is_function<A>::value << std::endl;
    66.     std::cout << "std::is_function::value:    "
    67.               << std::is_function<int(int)>::value << std::endl;
    68.     std::cout << "std::is_function::value: "
    69.               << std::is_function<decltype(f)>::value << std::endl;
    70.     std::cout << "std::is_function::value:         "
    71.               << std::is_function<int>::value << std::endl;
    72.  
    73.     using T = PM_traits<decltype(&D::fun)>::member_type; // T 为 int() const&
    74.     std::cout << "std::is_function::value:           "
    75.               << std::is_function<T>::value << std::endl;
    76.     std::cout << std::endl;
    77.  
    78.     return 0;
    79. }
    输出

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