C++11模板元编程—std::enable

std::enable_if 顾名思义，满足条件时类型有效。作为选择类型的小工具，其广泛的应用在 C++ 的模板元编程中。它的定义也非常的简单：

// STRUCT TEMPLATE enable_if
template <bool _Test, class _Ty = void>
struct enable_if {}; // no member "type" when !_Testtemplate <class _Ty>
struct enable_if<true, _Ty> { // type is _Ty for _Testusing type = _Ty;
};

由此可知，只有当第一个模板参数_Test为 true 时，type 才有定义（type即第二个模板参数_Ty）；否则使用 type 会产生编译错误，且默认模板参数可以让你不必指定类型。

另外enable_if_t是一个别名，其定义如下：

template <bool _Test, class _Ty = void>
using enable_if_t = typename enable_if<_Test, _Ty>::type;

std::enable_if可以用作函数参数、返回类型或类模板或函数模板参数，以有条件地从重载中删除函数或类。

一、作为函数参数

template<typename T>
struct Check1
{//如果T的类型是int，则定义函数 int read(void* = nullptr)template<typename U = T>U read(typename std::enable_if_t<std::is_same_v<U, int> >* = nullptr) {return 42;}//如果T的类型是double，则定义函数 double read(void* = nullptr)template<typename U = T>U read(typename std::enable_if_t<std::is_same_v<U, double> >* = nullptr) {return 3.14;}
};

使用示例

Check1<int> c1;
int x1 = c1.read();Check1<double> c2;
double x2 = c2.read(0);

二、作为模板参数

template<typename T>
struct Check2
{//如果T的类型是int，则定义函数 int read()template<typename U = T, typename std::enable_if_t<std::is_same_v<U, int>, int> = 0>U read() {return 42;}//如果T的类型是double，则定义函数 double read()template<typename U = T, typename std::enable_if_t<std::is_same_v<U, double>, int> = 0>U read() {return 3.14;}
};

也可以写成如下形式：

template<typename T>
struct Check2
{template<typename U = T, typename std::enable_if_t<std::is_same_v<U, int>>* = nullptr>U read() {return 42;}template<typename U = T, typename std::enable_if_t<std::is_same_v<U, double>>* = nullptr>U read() {return 3.14;}
};

三、作为返回值类型

对于模板函数，有时希望根据不同的模板参数返回不同类型的值。

template<typename T>
struct Check3
{//如果T的类型是int，则定义函数 int read()template<typename U = T>typename std::enable_if_t<std::is_same_v<U, int>, U> read() {return 42;}//如果T的类型是double，则定义函数 double read()template<typename U = T>typename std::enable_if_t<std::is_same_v<U, double>, U> read() {return 3.14;}
};

利用auto关键字，可以写为如下形式：

// int goo<true>(int x)
template<bool B>
auto goo(int x) -> std::enable_if_t<B, int>
{return 1;
}// int goo<false>(int x)
template<bool B>
auto goo(int x) -> std::enable_if_t<!B, int>
{return 2;
}

四、类型偏特化

在使用模板编程时，经常会用到根据模板参数的某些特性进行不同类型的选择，或者在编译时校验模板参数的某些特性。例如：

// T是其它类型
template<typename T, typename = void>
struct zoo;// 如果T是浮点类型
template<typename T>
struct zoo<T, std::enable_if_t<std::is_integral_v<T>>>
{};

五、concepts

C++20中利用concepts可以简化编写方式：

#ifdef __cpp_lib_concepts
#include <concepts>
#endif// 如果T是整数类型
template<std::integral T>
void display_concepts_1(T num)
{}// 如果T是整数类型
void display_concepts(std::integral auto num)
{}// 如果T是浮点数类型
void display_concepts(std::floating_point auto num)
{}

等价于如下形式：

// 如果T是整数类型
template<typename T, typename std::enable_if_t<std::is_integral_v<T>>* = nullptr>
void display_1(T num)
{}// 如果T是整数类型
template<typename T>
void display(typename std::enable_if_t<std::is_integral_v<T>>* = nullptr)
{}// 如果T是浮点数类型
template<typename T>
void display(typename std::enable_if_t<std::is_floating_point_v<T>>* = nullptr)
{}

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