C++ Boost TypeTraits库使用详解

一、说明

反省是重点中的重点，泛型在实践中贯穿工程的始终。以下库支持泛型编程。无需详细了解模板元编程即可使用这些库。 Boost.TypeTraits 提供了检查类型属性的函数。 Boost.EnableIf 可以与 Boost.TypeTraits 一起使用，例如，根据函数的返回类型重载函数。 Boost.Fusion 使创建异构容器成为可能——其元素可以具有不同类型的容器。

Boost.TypeTraits

Boost.EnableIf

Boost.Fusion

二、库Boost.TypeTraits

类型具有泛型编程所利用的不同属性。 Boost.TypeTraits 库提供了确定和更改类型属性所需的工具。

从 C++11 开始，Boost.TypeTraits 提供的一些函数可以在标准库中找到。您可以通过头文件 type_traits 访问这些函数。然而，Boost.TypeTraits 提供了额外的功能。

示例 48.1。确定类型类别

#include <boost/type_traits.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost;
int main()
{
  std::cout.setf(std::ios::boolalpha);
  std::cout << is_integral<int>::value << '\n';
  std::cout << is_floating_point<int>::value << '\n';
  std::cout << is_arithmetic<int>::value << '\n';
  std::cout << is_reference<int>::value << '\n';
}

Example48.1

示例 48.1 调用了几个函数来确定类型类别。 boost::is_integral 检查一个类型是否是整数——它是否可以存储整数。 boost::is_floating_point 检查类型是否存储浮点数。 boost::is_arithmetic 检查类型是否支持算术运算符。并且 boost::is_reference 可用于确定类型是否为引用。

boost::is_integral 和 boost::is_floating_point 是互斥的。类型存储整数或浮点数。但是，boost::is_arithmetic 和 boost::is_reference 可以应用于多个类别。例如，整数和浮点类型都支持算术运算。

Boost.TypeTraits 中的所有函数都提供一个 true 或 false 值的结果。示例 48.1 为 is_integral<int> 和 is_arithmetic<int> 输出 true，为 is_floating_point<int> 和 is_reference<int> 输出 false。因为所有这些函数都是模板，所以在运行时不会处理任何事情。该示例在运行时的行为就像在代码中直接使用值 true 和 false 一样。

在示例 48.1 中，各种函数的结果是 bool 类型的值，可以直接写入标准输出。如果结果要由函数模板处理，则应将其作为类型而不是布尔值转发。

示例 48.2。 boost::true_type 和 boost::false_type

#include <boost/type_traits.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost;
int main()
{
  std::cout.setf(std::ios::boolalpha);
  std::cout << is_same<is_integral<int>::type, true_type>::value << '\n';
  std::cout << is_same<is_floating_point<int>::type, false_type>::value <<
    '\n';
  std::cout << is_same<is_arithmetic<int>::type, true_type>::value << '\n';
  std::cout << is_same<is_reference<int>::type, false_type>::value << '\n';
}

除了值，来自 Boost.TypeTraits 的函数还提供类型结果。 value 是一个 bool 值，type 是一个类型。就像只能设置为 true 或 false 的值一样，类型只能设置为两种类型之一：boost::true_type 或 boost::false_type。 type 允许您将函数的结果作为类型传递给另一个函数。

示例 48.2 使用了另一个来自 Boost.TypeTraits 的函数，称为 boost::is_same。此函数需要两种类型作为参数并检查它们是否相同。要将 boost::is_integral、boost::is_floating_point、boost::is_arithmetic 和 boost::is_reference 的结果传递给 boost::is_same，必须访问 type。然后将类型与 boost::true_type 或 boost::false_type 进行比较。然后再次读取 boost::is_same 的结果。因为这是一个布尔值，所以它可以写入标准输出。

示例 48.3。使用 Boost.TypeTraits 检查类型属性

#include <boost/type_traits.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost;
int main()
{
  std::cout.setf(std::ios::boolalpha);
  std::cout << has_plus<int>::value << '\n';
  std::cout << has_pre_increment<int>::value << '\n';
  std::cout << has_trivial_copy<int>::value << '\n';
  std::cout << has_virtual_destructor<int>::value << '\n';
}

Example48.3

示例 48.3 介绍了检查类型属性的函数。 boost::has_plus 检查类型是否支持运算符 operator+ 以及是否可以连接两个相同类型的对象。 boost::has_pre_increment 检查类型是否支持预递增运算符 operator++。 boost::has_trivial_copy 检查一个类型是否有一个平凡的复制构造函数。 boost::has_virtual_destructor 检查类型是否具有虚拟析构函数。

示例 48.3 显示 true 三次， false 一次。

示例 48.4。使用 Boost.TypeTraits 改变类型属性

#include <boost/type_traits.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost;
int main()
{
  std::cout.setf(std::ios::boolalpha);
  std::cout << is_const<add_const<int>::type>::value << '\n';
  std::cout << is_same<remove_pointer<int*>::type, int>::value << '\n';
  std::cout << is_same<make_unsigned<int>::type, unsigned int>::value <<
    '\n';
  std::cout << is_same<add_rvalue_reference<int>::type, int&&>::value <<
    '\n';
}

Example48.4

示例 48.4 说明了如何更改类型属性。 boost::add_const 添加常量到一个类型。如果类型已经是常量，则没有任何变化。代码编译没有问题，类型保持不变。

boost::remove_pointer 从指针类型中删除星号并返回指针引用的类型。 boost::make_unsigned 将带符号的类型转换为不带符号的类型。 boost::add_rvalue_reference 将类型转换为右值引用。

示例 48.4 将 true 写入标准输出四次。