C++标准模板库type_traits源码剖析
一、type_traits源码介绍
1、type_traits是C++11提供的模板元基础库。
2、type_traits可实现在编译期计算。包括添加修饰、萃取、判断查询、类型推导等等功能。
3、type_traits提供了编译期的true和false。
二、type_traits的作用
1、根据不同类型，模板匹配不同版本的算法
STL中的Algorithm通过Iterator存取Container内容，Functor可以协助Algorithm完全不同的策略变化。此变化请参见：C++模板编程之类型萃取 惊鸿一瞥
2、编译检查模板类型复合预期
标准库经典示例：C++11标准库thread构造函数浅析
三、type_traits源码剖析
1、添加修饰
std::add_const
std::add_volatile
std::add_cv //同时添加const和volatile
std::add_lvalue_reference //添加左值引用&
std::add_rvalue_reference //添加右值引用&&
std::declval //添加右值引用&&
std::add_pointer //先退化左、右值引用，再添加指针*
使用示例：
std::add_const<int>::type t = 0; //t为const int类型
//std::add_const<int>::type t2; //编译不通过，const定义时需要初始化2、萃取
remove_const
remove_volatile
remove_cv
remove_reference //退化左、右值引用
remove_pointer
remove_extent //数组类型，退化一个维度
remove_all_extents //数组类型，退化所有维度
decay //退化、衰弱复合运算；const、volatile、reference、extent
auto和decltype //根据值自动推导类型。
1）auto和decltype
详细用法参见：C++11新特性：auto和decltype
2）type_traits std::decay(朽化
对于普通类型移除引用和cv符(const和volatile)，规则如下：
移除T类型的引用，得到类型U，U为remove_reference < T > ::type
如果is_array < U > ::value为真，修改类型为 remove_reference< U >::type*
否则，如果is_function < U > ::value为真，修改类型为add_pointer< U >::type
否则，修改类型为remove_cv< U >::type
// 例
typedef std::decay<int>::type Normal; // int
typedef std::decay<int&>::type Ref; // int
typedef std::decay<int&&>::type RefRef; // int
typedef std::decay<const int&>::type const; // int
typedef std::decay<int[2]>::type Array; // int*
typedef std::decay<int(int)>::type FunPtr; // int(*)(int) 函数指针
因此，利用std::decay可以方便的获得函数指针。
std::remove_cv<const int>::type t; //t为int类型
t = 0;
decltype(t) t2 = 1; //t2为int类型3、查询判断
1）实现基础为编译期的true和false：
template<class _Ty,_Ty _Val>struct integral_constant{ // convenient template for integral constant typesstatic constexpr _Ty value = _Val;using value_type = _Ty;using type = integral_constant;constexpr operator value_type() const noexcept{ // return stored valuereturn (value);}_NODISCARD constexpr value_type operator()() const noexcept{ // return stored valuereturn (value);}};template<bool _Val>using bool_constant = integral_constant<bool, _Val>;using true_type = bool_constant<true>;
using false_type = bool_constant<false>;
2）类型判断
is_void
is_enum
is_integral //int系列
is_floating_point //浮点数系列
is_pointer
is_null_pointer //C++11引入的一种类型，std::nullptr_t
is_arithmetic //算数类型。int系列、float系列
is_fundamental //int系列、float系列、void、nullptr_t
is_compound //化合物。例如：自定义类型、指针。等价!is_function
is_scalar //C++标准类型
is_union
is_class
is_array
is_object //不为函数、不为引用、不为void
is_function
使用示例：
bool b = std::true_type::value;
b = std::is_lvalue_reference<int> ::value;
3）修饰的判断
is_const
is_volatile
is_lvalue_reference
is_rvalue_reference
is_reference
4）class的定制判断
is_polymorphic //含有虚函数表的类
is_abstract //抽象的，不可实例化的类
is_final //禁止重写或继承
is_standard_layout //标准布局
is_trivial
is_trivially_copyable
is_empty //空类
is_constructible
is_destructible
is_member_function_pointer
is_member_object_pointer
is_copy_constructible
is_default_constructible
is_move_constructible
is_assignable
is_copy_assignable
is_move_assignable
has_virtual_destructor
详细使用参考：C++冷知识（二）——类型判断之性能优化
5、类型推导等复杂计算
is_same //判断两种类型是否相同
is_convertible //判断两种类型是否可以隐式转换
conditional //根据一个判断式选择两个类型中的一个，类似三元表达式
enable_if //判断一个判断式的结果是否为true
extent //计算数组第N(0开始，默认值)维度元素的个数
rank //计算数组类型的维度
result_of //获取可调用对象返回值的类型
使用示例：
bool b = std::is_same<int, bool>::value;
b = std::is_convertible<bool, int>::value;
std::conditional<true, int, bool>::type t = 0; //t为int类型
四、type_traits的高阶工具
以下用法，需完全掌握
ref/cref //引用的封装，类似智能指针。针对bind和thrad等导致引用失效
invoke //立即执行可调用对象
function //将一个可调用对象封装储存，供后续调用
bind //通用函数适配器
forward //精准转发
同类型文章参考：Traits和Policy Classes
有错误或不足欢迎评论指出！创作不易，转载请注明出处。如有帮助，记得点赞关注哦(⊙o⊙)
更多内容请关注个人博客：https://blog.csdn.net/qq_43148810