C++ 标准库 `<type_traits>`

<type_traits> 是 C++ 标准库中一个非常有用的头文件，它包含了一组编译时检查类型特性的工具。这些工具可以帮助开发者在编译时确定类型的特性，从而实现更安全、更灵活的代码。

<type_traits> 头文件定义了一组模板，这些模板可以用于查询和操作类型属性。这些属性包括但不限于：

是否是整数类型
是否是浮点类型
是否是指针类型
是否是引用类型
是否是可调用的（函数或函数指针）

语法

<type_traits> 中的模板通常使用 std:: 前缀，例如 std::is_integral<T>::value 用于检查类型 T 是否是整数类型。这里的 value 是一个静态常量，其值为 true 或 false。

以下是一些常用的 type_traits 功能：

基本类型判断：

std::is_void<T>: 判断类型 T 是否为 void。
std::is_integral<T>: 判断类型 T 是否为整型。
std::is_floating_point<T>: 判断类型 T 是否为浮点型。
std::is_array<T>: 判断类型 T 是否为数组类型。
std::is_pointer<T>: 判断类型 T 是否为指针类型。
std::is_reference<T>: 判断类型 T 是否为引用类型。
std::is_const<T>: 判断类型 T 是否为 const 修饰。

类型修饰：

std::remove_const<T>: 移除类型 T 的 const 修饰。
std::remove_volatile<T>: 移除类型 T 的 volatile 修饰。
std::remove_cv<T>: 同时移除类型 T 的 const 和 volatile 修饰。
std::remove_reference<T>: 移除类型 T 的引用修饰。
std::remove_pointer<T>: 移除类型 T 的指针修饰。

类型转换：

std::add_const<T>: 为类型 T 添加 const 修饰。
std::add_volatile<T>: 为类型 T 添加 volatile 修饰。
std::add_cv<T>: 同时为类型 T 添加 const 和 volatile 修饰。
std::add_pointer<T>: 为类型 T 添加指针修饰。
std::add_lvalue_reference<T>: 为类型 T 添加左值引用修饰。
std::add_rvalue_reference<T>: 为类型 T 添加右值引用修饰。

类型特性检测：

std::is_same<T, U>: 判断类型 T 和 U 是否相同。
std::is_base_of<Base, Derived>: 判断类型 Base 是否为类型 Derived 的基类。
std::is_convertible<From, To>: 判断类型 From 是否能转换为类型 To。

条件类型：

std::conditional<Condition, T, F>: 如果 Condition 为 true，则类型为 T，否则为 F。
std::enable_if<Condition, T>: 如果 Condition 为 true，则类型为 T，否则此模板不参与重载决议。

实例

以下是一些使用 <type_traits> 的实例，以及它们的输出结果。

检查是否是整数类型

实例

#include <iostream>
#include <type_traits>

int main() {
std::cout << "int is integral: " << std::is_integral<int>::value << std::endl;
std::cout << "float is integral: " << std::is_integral<float>::value << std::endl;
std::cout << "char is integral: " << std::is_integral<char>::value << std::endl;
return 0;
}

输出结果:

int is integral: 1
float is integral: 0
char is integral: 1

检查是否是浮点类型

实例

#include <iostream>
#include <type_traits>

int main() {
std::cout << "int is floating_point: " << std::is_floating_point<int>::value << std::endl;
std::cout << "float is floating_point: " << std::is_floating_point<float>::value << std::endl;
std::cout << "double is floating_point: " << std::is_floating_point<double>::value << std::endl;
return 0;
}

输出结果:

int is floating_point: 0
float is floating_point: 1
double is floating_point: 1

检查是否是指针类型

实例

#include <iostream>
#include <type_traits>

int main() {
int a = 10;
int* p = &a;
std::cout << "int* is a pointer: " << std::is_pointer<int*>::value << std::endl;
std::cout << "int is a pointer: " << std::is_pointer<int>::value << std::endl;
return 0;
}

输出结果:

int* is a pointer: 1
int is a pointer: 0

检查是否是引用类型

实例

#include <iostream>
#include <type_traits>

int main() {
int a = 10;
int& ref = a;
std::cout << "int& is a reference: " << std::is_reference<int&>::value << std::endl;
std::cout << "int is a reference: " << std::is_reference<int>::value << std::endl;
return 0;
}

输出结果:

int& is a reference: 1
int is a reference: 0

检查是否是可调用的

实例

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <functional>

void func() {}

int main() {
std::cout << "int is callable: " << std::is_callable<int>::value << std::endl;
std::cout << "void() is callable: " << std::is_callable<void()>::value << std::endl;
std::cout << "func is callable: " << std::is_callable<decltype(func)>::value << std::endl;
return 0;
}

输出结果:

int is callable: 0
void() is callable: 1
func is callable: 1

<type_traits> 是 C++ 中一个非常有用的工具，它允许开发者在编译时检查和操作类型属性。这不仅可以提高代码的安全性，还可以使代码更加灵活和可重用。

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