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C++11模板元编程-std::enable_if

C++11中引入了std::enable_if函数,函数原型如下:

template< bool B, class T = void >
struct enable_if;

可能的函数实现:

template<bool B, class T = void>
struct enable_if {};
 
template<class T>
struct enable_if<true, T> { typedef T type; };

由上可知,只有当第一个模板参数为true时,enable_if会包含一个type=T的公有成员,否则没有该公有成员。

头文件:

#include <type_traits>

std::enable_if使用场景

1、限制模板函数的参数类型

在某些场景下,我们需要实现只有特定类型可以调用的模板函数。如下代码所示,通过对返回值使用std::enable_if和在模板参数中使用std::enable_if均实现了只允许整形参数调用函数的功能。

// enable_if example: two ways of using enable_if
#include <iostream>
#include <type_traits>

// 1. the return type (bool) is only valid if T is an integral type:
template <class T>
typename std::enable_if<std::is_integral<T>::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<std::is_integral<T>::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

  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;
}

当使用float类型参数调用函数时,程序会报错:

error: no matching function for call to 'is_odd(float&)'

2. 模板类型偏特化

在使用模板编程时,可以利用std::enable_if的特性根据模板参数的不同特性进行不同的类型选择。

如下所示,我们可以实现一个检测变量是否为智能指针的实现:

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <memory>

template <typename T>
struct is_smart_pointer_helper : public std::false_type {};

template <typename T>
struct is_smart_pointer_helper<std::shared_ptr<T> > : public std::true_type {};

template <typename T>
struct is_smart_pointer_helper<std::unique_ptr<T> > : public std::true_type {};

template <typename T>
struct is_smart_pointer_helper<std::weak_ptr<T> > : public std::true_type {};

template <typename T>
struct is_smart_pointer : public is_smart_pointer_helper<typename std::remove_cv<T>::type> {};

template <typename T>
typename std::enable_if<is_smart_pointer<T>::value,void>::type check_smart_pointer(const T& t)
{
    std::cout << "is smart pointer" << std::endl;
}

template <typename T>
typename std::enable_if<!is_smart_pointer<T>::value,void>::type check_smart_pointer(const T& t)
{
    std::cout << "not smart pointer" << std::endl;
}

int main()
{
    int* p(new int(2));
    std::shared_ptr<int> pp(new int(2));
    std::unique_ptr<int> upp(new int(4));

    check_smart_pointer(p);
    check_smart_pointer(pp);
    check_smart_pointer(upp);
    
    return 0;
}

程序输出:

not smart pointer
is smart pointer
is smart pointer

参考材料

http://www.cplusplus.com/reference/type_traits/enable_if/

https://en.cppreference.com/w/cpp/types/enable_if

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