【模板进阶】std::is_union、std::is_class、std::integral_constant

一、std::is_union

s t d : : i s _ u n i o n std::is\_union std::is_union是 C + + 11 C++11 C++11引入的类模板，用于判断一个类是否是一个联合 u n i o n union union类型。

这个类模板中有一个 v a l u e value value成员，如果类型 T T T是 u n i o n union union类型，那么这个 v a l u e value value的值为 1 1 1，否则为 0 0 0。

由于这个模板的实现与编译器内部的支持有关，因此更详细的源码需要查阅相应的资料。

这里展示一下基本的使用方法：

首先定义一个结构体和联合体：

struct A {};

union B {
	int num;
	char type;
};

调用测试函数，打印相应的类名和 v a l u e value value的值：

void Test1() {
	std::cout << typeid(std::is_union<A>::type).name() << std::endl;
	std::cout << typeid(std::is_union<B>::type).name() << std::endl;
	std::cout << typeid(std::is_union<A>::value_type).name()<< std::endl;
	
	std::cout << std::is_union<A>::value << std::endl;
	std::cout << std::is_union<B>::value << std::endl;

	//变量模板
	std::cout << std::is_union_v<A> << std::endl;
}

其中， C + + 17 C++17 C++17之后，有相应的变量模板 i s _ u n i o n _ v is\_union\_v is_union_v可供使用，直接调用其内部的 v a l u e value value值：

运行结果如下：

可以发现，其类型就是 s t d : : i n t e g r a l _ c o n s t a n t std::integral\_constant std::integral_constant，是一个类模板，可以看作是整型常量的包装。

二、std::is_class

s t d : : i s _ c l a s s std::is\_class std::is_class是 C + + 11 C++11 C++11引入的一个类模板，用于判断一个类是否是类类型，使用方法和 i s _ u n i o n is\_union is_union类似。

在 C + + 17 C++17 C++17之后同样有相应的变量模板：

调用测试函数：

void Test2() {
	std::cout << typeid(std::is_class<A>::type).name() << std::endl;
	std::cout << typeid(std::is_class<B>::type).name() << std::endl;
	std::cout << typeid(std::is_class<A>::value_type).name() << std::endl;

	std::cout << std::is_class<A>::value << std::endl;
	std::cout << std::is_class<B>::value << std::endl;

	//变量模板
	std::cout << std::is_class_v<A> << std::endl;
}

其类型同样是 s t d : : i n t e g r a l _ c o n s t a n t std::integral\_constant std::integral_constant：

三、std::integral_constant

s t d : : i n t e g r a l _ c o n s t a n t std::integral\_constant std::integral_constant是 C + + 11 C++11 C++11引入的类模板，主要用于包装一个整数或者布尔类型，其源码大致如下：

//std::intgral_constant源码实现

template<typename T,T _Val>
struct integral_constant {
	static constexpr T value = _Val;
	using value_type = T;
	using type = integral_constant;

	constexpr operator value_type() const noexcept { return value; }  //运行类型转换为T类型
	constexpr value_type operator()() const noexcept { return value; } //重载括号运算符
};

重点部分就是静态成员变量 v a l u e value value，以及定义其类型的别名 t y p e type type和值的类型 v a l u e _ t y p e value\_type value_type。

下面是简单的一种使用：

void Test4() {
	std::cout << integral_constant<int, 100>::value << std::endl;
	std::cout << typeid(integral_constant<int, 100>::value_type).name() << std::endl;
	std::cout << typeid(integral_constant<bool, true>::type).name() << std::endl;
}

可以提取出它的类和相应包装的值的大小：

同样，我们也可以将类似 ! s t d : : i s _ u n i o n < T > : : v a l u e !std::is\_union<T>::value !std::is_union<T>::value的值包装成类，如下：

void Test5() {
	//把!is_union<A>::value包装成类
	std::integral_constant<bool, !std::is_union<A>::value>myobj; 
	
	std::cout << typeid(myobj).name() << std::endl;
	std::cout << typeid(myobj.value).name() << std::endl;
	std::cout << myobj.value << std::endl;
}

运行结果如下：

这样做的意义在于，有的时候我们需要一个类型，而不是一个值，如函数返回的类型中，我们可以通过包装将值变成类作为返回的类型。