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类型特征（type traits）有什么用？

为模板类型参数添加限制条件

如果不加限制条件，什么类型的变量都能传给函数，如果传入的变量不支持函数内的运算，则会编译出错，并且显示出来的出错信息可能和出错的真实原因相去甚远。

加了限制条件之后，如果传入的变量不满足条件同样会出错，但是给出的错误信息是预料之内的，更便于程序调试。

/*
 * 编写函数 average()，计算两个数字的平均值
 *
 * 传递给函数的参数类型可以是任意数值类型 如 int, float, double, long 等
 * 确保当传递数值类型之外的其他类型时会显式报错
 */


#include <iostream>
#include <type_traits>


template <typename T1, typename T2>
auto average(T1 x, T2 y) {
 static_assert(std::is_arithmetic_v<T1> && std::is_arithmetic_v<T2>, "average: arguments must be arithmetic");
 return (x + y) / 2;
}


int main() {
 std::cout << average(1.0,2.0) << std::endl;
 std::cout << average(1,5.0) << std::endl;
 std::cout << average("hello","world") << std::endl;  // error
}

根据参数类型的不同，进行不同的操作

下面这个例子中用到了转发引用T&& x。

错误的初次尝试：

/*
 * 编写函数 func()，判断参数类型是否为 int，如果是，打印一条消息；如果不是，打印另一条消息。
 */
#include <iostream>
#include <type_traits>


template<typename T>
void func(T&& x) {
 if constexpr (std::is_same_v<T, int>) {
  std::cout << x << " is an int\n";
 } else {
  std::cout << x << " is not an int\n";
 }
}


int main() {
 func(1);


 int x{2};
 func(x);  // 与预期不符，接收到的 x 的类型为 int&，std::is_same_v<T, int>为 false


 const int y{3};
 func(y);  // 与预期不符，接收到的 x 的类型为 const int&，std::is_same_v<T, int>为 false
}

改正：将std::is_same_v<T, int>改为std::is_same_v<std::remove_cvref_t<T>, int>。

标准库提供的相关类型特征有：

  • std::remove_const，去除类型的 const
  • std::remove_reference，去除类型的 引用
  • std::remove_cvref，同时去除类型的 const、volatile 和 引用。“cvref”是const、volatile和 reference 的缩写。关于 volatile，见什么是 volatile 类型
  • std::remove_volatile，去除类型的 volatile

更优雅一点，可以使用using创建一个类型别名：

/*
 * 编写函数 func()，判断参数类型是否为 int，如果是，打印一条消息；如果不是，打印另一条消息。
 */
#include <iostream>
#include <type_traits>


template<typename T>
void func(T&& x) {
 using BaseType = std::remove_cvref_t<T>;
 if constexpr (std::is_same_v<BaseType, int>) {
  std::cout << x << " is an int\n";
 } else {
  std::cout << x << " is not an int\n";
 }
}


int main() {
 func(1);


 int x{2};
 func(x);


 const int y{3};
 func(y);
}

参考