如何判断类型是否是特定模板类的实例

Question

我有一个函数，它采用模板类型来确定返回值。有没有办法在编译时判断模板类型是否是模板类的某个实例化？

前任。

class First { /* ... */ };
template <typename T>
class Second { /* ... */ };
using MyType = boost::variant<First, Second<int>, Second<float>>;
template <typename SecondType>
auto func() -> MyType {
    static_assert(/* what goes here?? */, "func() expects Second type");
    SecondType obj;
    // ...
    return obj;
}
MyType obj = func<Second<int>>();

我知道可以通过这样做来解决这个问题

template <typename T>
auto func() -> MyType {
    static_assert(std::is_same<T, int>::value || std::is_same<T, float>::value,
                  "func template must be type int or float");
    Second<T> obj;
    // ...
    return obj;
}
MyType obj = func<int>();

我只是一般地好奇是否有办法测试类型是否是模板类的实例化？因为如果MyType最终有 6 个Second实例化，我不想测试所有可能的类型。

Answer 1

这是一个选项：

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <string>
template <class, template <class> class>
struct is_instance : public std::false_type {};
template <class T, template <class> class U>
struct is_instance<U<T>, U> : public std::true_type {};
template <class>
class Second 
{};
int main()
{
    using A = Second<int>;
    using B = Second<std::string>;
    using C = float;
    std::cout << is_instance<A, Second>{} << 'n'; // prints 1
    std::cout << is_instance<B, Second>{} << 'n'; // prints 1
    std::cout << is_instance<C, Second>{} << 'n'; // prints 0
}

它基本上是专门用于模板实例化的类型的is_instance结构。

Answer 2

另一种选择，接受亨利的评论：

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <string>
template <class, template <class, class...> class>
struct is_instance : public std::false_type {};
template <class...Ts, template <class, class...> class U>
struct is_instance<U<Ts...>, U> : public std::true_type {};
template <class>
class Second 
{};
template <class, class, class>
class Third 
{};
int main()
{
    using A = Second<int>;
    using B = Second<std::string>;
    using C = float;
    using D = Third<std::string, int, void>;
    std::cout << is_instance<A, Second>{} << 'n'; // prints 1
    std::cout << is_instance<B, Second>{} << 'n'; // prints 1
    std::cout << is_instance<C, Second>{} << 'n'; // prints 0
    std::cout << is_instance<D, Third>{} << 'n'; // prints 1
}

Answer 3

对@RichardHodges答案的另一个改进：通常，人们不仅希望捕获普通类型，还希望捕获所有符合 cv 条件和 ref 条件的类型。

换句话说，如果is_instance<A, Second>{}为真，那么is_instance<A const&, Second>{}或is_instance<A&&, Second>{}也应该是真的。此线程中的当前实现不支持此功能。

以下代码通过添加另一个间接寻址和一个std::remove_cvref_t来说明所有符合 cv-ref 条件的类型：

namespace
{
    template <typename, template <typename...> typename>
    struct is_instance_impl : public std::false_type {};
    template <template <typename...> typename U, typename...Ts>
    struct is_instance_impl<U<Ts...>, U> : public std::true_type {};
}
template <typename T, template <typename ...> typename U>
using is_instance = is_instance_impl<std::remove_cvref_t<T>, U>;

将其用作

#include <iostream>
template <typename ...> struct foo{};
template <typename ...> struct bar{};
int main()
{
    std::cout << is_instance<foo<int>, foo>{} << std::endl;           // prints 1
    std::cout << is_instance<foo<float> const&, foo>{} <<std::endl;   // prints 1
    std::cout << is_instance<foo<double,int> &&, foo>{} << std::endl; // prints 1
    std::cout << is_instance<bar<int> &&, foo>{} << std::endl;        // prints 0
}

Answer 4

这适用于int模板参数。

template <class, template <int...> class>
struct is_instance : public std::false_type {};
template <int...Ts, template <int...> class U>
struct is_instance<U<Ts...>, U> : public std::true_type {};