language

type traits

本文阐述c++中的type_traits技术，即类型萃取。

示例代码

通过如下测试程序，练习type traits的使用。

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template<typename T>
struct my_strait
{
    using has_trivial_default_copy_constructor = __true_type;
};

设计两个类，分别具有nontrivial的copy-assignment和trivial的copy-assignment，很容易想到两个典型的类：String和Complex，我们写出他们的定义，其中String包含了自定义的nontrivial-copy-assignment：

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class String
{
    friend ostream &operator<<(ostream &os, const String &rhs)
    {
        cout << rhs.ps;
        return os;
    }
private:
    char *ps{};
    size_t len{};
public:
    String() = default;

    explicit String(const char *s)
    {
        len = strlen(s);
        ps = new char[len + 1];
        strncpy(ps, s, len);
        ps[len] = '\0';
    }

    String(const String &s) : ps(new char[s.len + 1]), len(s.len)
    {
        strncpy(ps, s.ps, len);
        ps[len] = '\0';
    }

    String &operator=(const String &s)
    {
        if (this != &s)
        {
            delete[] ps;
            len = s.len;
            ps = new char[len + 1];
            strncpy(ps, s.ps, len);
            ps[len] = '\0';
        }
        return *this;
    }

    ~String()
    {
        delete[] ps;
    }
};

class Complex
{
    friend ostream &operator<<(ostream &os, const Complex &rhs)
    {
        cout << rhs.real << " + " << rhs.imag << "i";
        return os;
    }

private:
    double real{};
    double imag{};
public:
    Complex() = default;

    Complex(double r, double i) : real(r), imag(i)
    {}
};

为这两个类添加了重载<<输出运算符友元函数，方便我们输出对象的内容。

提供两个类相关的特化版本my_trait：

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template<>
struct my_strait<String>
{
    using has_trivial_default_copy_assign = __false_type;
};

template<>
struct my_strait<Complex>
{
    using has_trivial_default_copy_assign = __true_type;
};

给出一个模板函数copy，其会根据传入的参数实际类型，是否具有trivial的默认拷贝赋值运算符，调用不同的重载函数copy_aux：

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template <typename T>
void copy_aux(T &lhs, const T &rhs, __true_type)
{
    cout << "this is true type copy\n";
    lhs = rhs;
}

template <typename T>
void copy_aux(T &lhs, const T &rhs, __false_type)
{
    cout << "this is false type copy\n";
    lhs = rhs;
}

template <typename T>
void copy(T &lhs, const T &rhs)
{
    using Temp = typename my_strait<T>::has_trivial_default_copy_assign;
    copy_aux(lhs, rhs, Temp());
}

编写如下main函数测试，观察copy函数的执行情况：

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int main()
{
   cout <<"=============String================\n";
    String s1("hello");
    String s2;
    copy(s2, s1);
    cout << s1 << endl;
    cout << s2 << endl;

    cout <<"=============Complex================\n";
    Complex c1(1.2, 3.4);
    Complex c2;
    copy(c2, c1);

    cout << c1 << endl;
    cout << c2 << endl;

    cout <<"=============double================\n";
    double a = 13.2;
    double b = 2.1;
    copy(b, a);
    cout << a << endl;
    cout << b << endl;

    return 0;
}

执行结果如下：

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=============String================
this is false type copy
hello
hello
=============Complex================
this is true type copy
1.2 + 3.4i
1.2 + 3.4i
=============double================
this is true type copy
13.2
13.2

我的电脑环境是Windows11系统，clion 2022，在Linux平台上应该也是一样的。