c++20 std::integral_constant？

Question

我只是喜欢元编程，在youtube上看Cppcon频道，看到了这个std::integral_constant，但是找不到它的用途。

据我所知，它是一种将值与其类型一起“打包”的方法，可以用

std::integral_constant<int, 42> i;
std::integral_constant<bool, true> b;
std::integral_constant<float, 3.14> f;
...

这些实例中的每一个都可以像它们包含的值一样使用，即:可以传递、用于数学操作、比较等。

但是，我不明白为什么我应该使用这些结构而不是实际包含的值，或者我是否能够在运行时实际访问值类型(即：int、bool和float)来处理它。

有人能给出一个简单的例子来说明这个特性的实际使用吗？一个解释它的用法与使用实际值不同的例子？

Answer 1

std::integral_constant主要用作编写元编程特性的实用程序类型，特别是通过使用类型和值对类型进行编码。通过允许自定义特性继承std::integral_constant的专门化，我们可以通过静态成员常量value，以及通过成员类型value_type访问该常量的值类型，从而轻松、惯用地访问存储的非类型模板参数。

示例

例如，std::integral_constant可用于编写矩阵类型的维数特征。

using index_t = int;
template <index_t M, index_t N, typename S> struct mat {
  // matrix implementation
};

作为

#include <type_traits>

// Default dimensionality 0.
template <class T, typename = void>
struct dimensionality : std::integral_constant<index_t, 0> {};

template <typename S>
struct dimensionality<S, std::enable_if_t<std::is_arithmetic_v<S>>>
    : std::integral_constant<index_t, 1> {};

template <index_t M, index_t N, typename S>
struct dimensionality<mat<M, N, S>> : std::integral_constant<index_t, M * N> {};

template <class T>
inline constexpr index_t dimensionality_v = dimensionality<T>::value;

。

但是，一个更常见的用例是使用两种助手类型std::true_type和std::false_type来处理T是bool的常见情况。

类型定义

例如as

#include <type_traits>

struct Foo {};

template <typename T>
struct is_foo : public std::false_type {};

template<>
struct is_foo<Foo> : public std::true_type {};

template<typename T>
constexpr bool is_foo_v = is_foo<T>::value;

static_assert(is_foo_v<Foo>, "");
static_assert(!is_foo_v<int>, "");