新标准：enable_if¶

上一期我们介绍了 SFINAE 原则，在此基础上，本篇文章将继续介绍了enable_if 新标准，为后续深入学习模板元编程打下基础。

本文的结构如下：

为什么要使用 enable_if ？
enable_if 与 is_same 的使用
enable_if 与 is_same 内部的实现原理

为什么要使用 enable_if ？¶

C++模板函数重载依赖于 SFINAE (substitution-failure-is-not-an-error) 原则，即替换失败不认为是错误，编译器将会继续寻找合适的重载函数；以返回长度的函数为例，该函数针对 STL 中的 vector 容器来实现（容器中有size()成员函数）

class CMyclass {
public:
    using size_type = unsigned int;
};

template <typename T>
decltype(T().size(), typename T::size_type()) len(T const &t) { //该函数可以避免匹配到 CMyclass 类
    return t.size();
}
unsigned len(...) {
    return 0;
}

int main() {
    vector<int>vec= {1,2,3};
    cout<<len(vec)<<endl;  //调用针对stl库容器的len函数
    cout << len(CMyclass()) << endl; //调用len(...)函数
}

decltype(T().size(), typename T::size_type()) len(T const &t) 该函数声明通过 decltype 类型判别将不包含 size() 成员函数的特例类排除出去，同时逗号表达式返回逗号后面的参数 typename T::size_type() ，实现避免匹配到 CMyclass 类的功能；这种编程技巧晦涩难懂，需要程序员根据特例类不存在的方法制因此造“错误”,并不通用；

为了实现 SFINAE ，同时降低程序的繁琐度，C++11 采用了具有通用性的 enable_if 新标准代替这种技巧；我们使用 enable_if 的形式重写该函数

// `enable_if`的应用
class CMyclass {
public:
    using size_type = unsigned int;
};

template <typename T, typename T2 = typename enable_if<!is_same<T, CMyclass>::value>::type> //`enable_if`形式
typename T::size_type len(T const &t) {
    return t.size();
}

unsigned len(...) {
    return 0;
}

int main() {
    vector<int> vec = {1, 2, 3};
    cout << len(vec) << endl;
    cout << len(CMyclass()) << endl;
}

该程序的输出结果与不采用 enable_if 的程序一致，说明采用 enable_if 也可以实现**重载函数避免匹配到特例类**的功能。

不同的地方在于，enable_if 可以避免匹配到 CMyclass 这个类，decltype(T().size(), typename T::size_type()) len(T const &t) 是避免匹配到不包含 size() 成员函数的类；相比之下 enable_if 更加**灵活**。

enable_if 与 is_same 的使用¶

enable_if 的使用¶

首先给出 enable_if 的基本形式

template<bool B,typename T=void>struct enable_if

当传入的模板参数 B 为 True 的时候，enable_if 模板类的 type 就等于 T ；如果不传入模板参数 T ， type 也会默认为 void
当传入的模板参数 B 为 False 的时候， enable_if 模板类就不再拥有 type 。

使用 enable_if 时可以让重载函数自由丢弃不需要匹配的特例类；下面给出实际应用的例子

//判断类型字节数是否大于4输出显示
template <typename T>
typename std::enable_if<(sizeof(T) <= 4)>::type show() { //针对 `T` 的长度小于等于4的情况生效
    printf("size<=4\n");
}

template <typename T>
typename std::enable_if<(sizeof(T) > 4)>::type show() { //针对 `T` 的长度大于4的情况生效
    printf("size>4\n");
}

int main() {
    show<double>();
    show<char>();
}

输出结果为

size>4
size<=4

is_same 的使用¶

template<class T,class U>struct is_same

当模板参数 T 等于模板参数 U 时, is_same<T,U>模板类的成员 value 等于 True
当模板参数 T 不等于模板 U 时, is_same<T,U>模板类的成员 value 等于 False

is_same 经常与 eanble_if 搭配使用

template <typename T, typename T2 = typename enable_if<!is_same<T, CMyclass>::value>::type> //`enable_if`形式
typename T::size_type len(T const &t) {
    return t.size();
}

enable_if 模板类的第一个参数经常用 is_same 的 value 来代替，结合起来对一些特例进行判断，实现 SFINAE

enable_if 与 is_same 内部的实现原理¶

了解这两个模板类的内部实现原理之前，需要了解 type traits 的概念

什么是 type traits ?¶

traits 是 C++ 模板编程中使用的一种技术，主要功能是把功能相同而参数不同的函数抽象出来，通过 traits 将不同的参数的相同属性提取出来，在函数中利用这些用 traits 提取的属性，使得**函数对不同的参数表现一致**。

enable_if 源码解析¶

下面给出 enable_if 的源码

template<bool, typename _Tp = void>
struct enable_if { };

template<typename _Tp>
struct enable_if<true, _Tp> {
    typedef _Tp type;
};

首先定义了一个空的通用模板，不包含任何成员
当第一个模板参数值为 True 时，将模板特例化; type 的类型为第二个模板参数 _Tp 。

is_same 源码解析¶

以下代码简单实现了 is_same 模板类的作用

template <typename T,typename U>
struct my_is_same {
    static constexpr bool value=false;
}

template <typename T>
struct my_is_same {
    static constexpr bool value=true;
};

定义一个通用模板，针对两个模板参数类型不一致的情况，默认 value 值为 False 。
模板特例化，针对两个模板参数类型一致的情况，将 value 值设置为 True 。

is_same 和 enable_if 的基本实现方案可以总结为：通用模板加模板实例化。

总结¶

enable_if 是通用的避免重载函数匹配到特例类的解决方案,使用简单而且更加自由。
is_same 与 enable_if 是 type traits 技术的典型应用,实现函数对不同参数表现一致的功能。
is_same 与 enable_if 的源码实现采用了模板元编程的基本实现思想，大致分为通用模板与模板特例化。