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Metaprogramming library (since C++11)

From cppreference.net
C++
Metaprogramming library
Type traits
Type categories
(C++11)
(C++11) ( DR* )
(C++11)
(C++11)
(C++11)
(C++11)
(C++11)
Type properties
(C++11)
(C++11)
(C++11)
(C++11)
(C++14)
(C++11)
(C++17)
(C++23)
(C++11) (deprecated in C++26)
(C++11)
(C++11)
(C++11) ( until C++20* )
(C++11) (deprecated in C++20)
(C++11)
(C++11)
(C++20)
(C++20)
(C++23)
(C++17)
Type trait constants
(C++11) (C++17) (C++11) (C++11)
Metafunctions
(C++17)
(C++17)
(C++17)
Supported operations
Relationships and property queries
Type modifications
Type transformations
(C++11) (deprecated in C++23)
(C++11) (deprecated in C++23)
(C++11)
(C++20)
(C++11) ( until C++20* ) (C++17)

Compile-time rational arithmetic
Compile-time integer sequences
(C++14)

C++提供了元编程设施，例如类型特征、编译时有理数运算和编译时整数序列。

目录

定义

以下类型统称为 referenceable types ：

对于任何可引用类型 T ，都可以创建其引用 [1] 。

  1. ↑ 对于引用类型，这可以通过 reference collapsing 实现。

类型特征

类型特征定义了基于模板的编译时接口，用于查询类型的属性。

尝试特化定义于 <type_traits> 头文件且在本页列出的模板会导致未定义行为，但 std::common_type 和 std::basic_common_reference (C++20 起) 可根据描述要求进行特化。

定义在 <type_traits> 头文件中的模板可以被不完整类型实例化，除非另有说明，尽管通常禁止使用不完整类型实例化标准库模板。

基类

大多数非变换类型特征需要公开且明确地继承自 std::integral_constant ，以满足 UnaryTypeTrait 或 BinaryTypeTrait 的要求。

定义于头文件 <type_traits>
(C++11) (C++17)
具有指定值和指定类型的编译期常量
(类模板)

针对类型 bool 提供了 std::integral_constant 的两种特化：

定义于头文件 <type_traits>
类型 定义
true_type std:: integral_constant < bool , true >
false_type std:: integral_constant < bool , false >

一元类型特征

一元类型特征可用于在编译时查询类型的布尔属性。

所有这些类型特征均满足 UnaryTypeTrait ，每个类型特征的基础特性要么是 std::true_type ，要么是 std::false_type ，具体取决于是否满足相应条件。

基础类型分类
定义于头文件 <type_traits>
(C++11)
检查类型是否为 void
(类模板)
(C++11) ( DR* )
检查类型是否为 std::nullptr_t
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为整型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为浮点类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为数组类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为枚举类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为联合类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为非联合类类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为函数类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为指针类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为 lvalue reference
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为 右值引用
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为非静态成员对象指针
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为非静态成员函数指针
(类模板)
复合类型分类
定义于头文件 <type_traits>
(C++11)
检查类型是否为基本类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为算术类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为标量类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为对象类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为复合类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为 lvalue reference 或 rvalue reference
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为指向非静态成员函数或对象的指针
(类模板)
类型属性
定义于头文件 <type_traits>
(C++11)
检查类型是否具有const限定符
(类模板)
(C++11)
检查类型是否具有 volatile 限定符
(类模板)
(C++11) (deprecated in C++26)
检查类型是否为平凡类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为可平凡复制的
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为 standard-layout 类型
(类模板)
(C++11) (C++20 中已弃用)
检查类型是否为简旧数据（POD）类型
(类模板)
(C++11) (C++17 中弃用) (C++20 中移除)
检查类型是否为字面类型
(类模板)
(C++17)
检查类型对象表示中的每个位是否都对其值有贡献
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为类（但不包括联合体）类型且无非静态数据成员
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为多态类类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为抽象类类型
(类模板)
(C++14)
检查类型是否为最终类类型
(类模板)
(C++17)
检查类型是否为聚合类型
(类模板)
(C++23)
检查类型是否为隐式生命周期类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为有符号算术类型
(类模板)
(C++11)
检查类型是否为无符号算术类型
(类模板)
(C++20)
检查类型是否为已知边界的数组类型
(类模板)
(C++20)
检查类型是否为未知边界的数组类型
(类模板)
(C++23)
检查类型是否为有作用域枚举类型
(类模板)
支持的操作
定义于头文件 <type_traits>
(C++11) (C++11) (C++11)
检查类型是否具有特定参数的构造函数
(类模板)
(C++11) (C++11) (C++11)
检查类型是否具有默认构造函数
(类模板)
(C++11) (C++11) (C++11)
检查类型是否具有复制构造函数
(类模板)
(C++11) (C++11) (C++11)
检查类型是否可以从右值引用构造
(类模板)
(C++11) (C++11) (C++11)
检查类型是否具有特定参数的赋值运算符
(类模板)
(C++11) (C++11) (C++11)
检查类型是否具有复制赋值运算符
(类模板)
(C++11) (C++11) (C++11)
检查类型是否具有移动赋值运算符
(类模板)
(C++11) (C++11) (C++11)
检查类型是否具有非删除的析构函数
(类模板)
(C++11)
检查类型是否具有虚析构函数
(类模板)
(C++17) (C++17) (C++17) (C++17)
检查类型的对象是否可与相同或不同类型的对象交换
(类模板)
(C++23)
检查引用在直接初始化中是否绑定到临时对象
(类模板)
(C++23)
检查引用在复制初始化中是否绑定到临时对象
(类模板)

属性查询

属性查询特性可用于在编译时查询类型的整数属性。

所有这些类型特征都满足 UnaryTypeTrait ，每个类型特征的基础特征均为 std:: integral_constant < std:: size_t , Value > ，其中 Value 是对应属性的查询结果。

定义于头文件 <type_traits>
(C++11)
获取类型的对齐要求
(类模板)
(C++11)
获取数组类型的维度数量
(类模板)
(C++11)
获取数组类型在指定维度上的大小
(类模板)

类型关系

类型关系特征可用于在编译时查询类型之间的关系。

所有这些类型特征均满足 BinaryTypeTrait 要求，每个类型特征的基础特性要么是 std::true_type ，要么是 std::false_type ，具体取决于是否满足对应条件。

定义于头文件 <type_traits>
(C++11)
检查两个类型是否相同
(类模板)
(C++11)
检查一个类型是否为另一类型的基类
(类模板)
(C++26)
检查一个类型是否为另一类型的虚基类
(类模板)
(C++11) (C++20)
检查一个类型是否能转换为另一类型
(类模板)
(C++20)
检查两个类型是否为 布局兼容
(类模板)
(C++20)
检查一个类型是否为另一类型的 指针可互转换 （初始）基类
(类模板)
(C++17)
检查一个类型是否能用给定参数类型调用（如同通过 std::invoke 调用）
(类模板)

类型转换

类型转换特征根据某些预定义规则将一个类型转换为另一个类型。

所有这些类型特征都满足 TransformationTrait 。

Const-volatile 限定符
定义于头文件 <type_traits>
(C++11) (C++11) (C++11)
移除给定类型中的 const 和/或 volatile 限定符
(类模板)
(C++11) (C++11) (C++11)
为给定类型添加 const 和/或 volatile 限定符
(类模板)
参考文献
定义于头文件 <type_traits>
(C++11)
移除给定类型的引用
(类模板)
(C++11) (C++11)
为给定类型添加 lvalue 或 rvalue 引用
(类模板)
符号修饰符
定义于头文件 <type_traits>
(C++11)
获取给定整数类型对应的有符号类型
(类模板)
(C++11)
获取给定整数类型对应的无符号类型
(类模板)
数组
定义于头文件 <type_traits>
(C++11)
从给定数组类型中移除一个维度
(类模板)
(C++11)
移除给定数组类型的所有维度
(类模板)
指针
定义于头文件 <type_traits>
(C++11)
移除给定类型的指针
(类模板)
(C++11)
为给定类型添加指针
(类模板)
其他变换
定义于头文件 <type_traits>
(C++11 起) (C++23 中弃用)
定义适用于给定大小类型的未初始化存储的类型
(类模板)
(C++11 起) (C++23 中弃用)
定义适用于所有给定类型的未初始化存储的类型
(类模板)
(C++11)
应用按值传递函数参数时的类型转换
(类模板)
(C++20)
组合了 std::remove_cv 和 std::remove_reference
(类模板)
(C++11)
有条件地 从重载决议中移除 函数重载或模板特化
(类模板)
(C++11)
根据编译期布尔值选择两种类型之一
(类模板)
(C++11)
确定一组类型的公共类型
(类模板)
(C++20)
确定一组类型的公共引用类型
(类模板)
(C++11)
获取给定枚举类型的底层整数类型
(类模板)
(C++11) (removed in C++20) (C++17)
推导调用可调用对象时带一组实参的结果类型
(类模板)
(C++17)
void 可变参数别名模板
(别名模板)
(C++20)
返回未修改的类型参数
(类模板)

逻辑运算 (始于 C++17)

逻辑运算符特征将逻辑运算符应用于其他类型特征。

定义于头文件 <type_traits>
(C++17)
变参逻辑与元函数
(类模板)
(C++17)
变参逻辑或元函数
(类模板)
(C++17)
逻辑非元函数
(类模板)

成员关系 (since C++20)

定义于头文件 <type_traits>
(C++20)
检查类型的对象是否与该类型的指定子对象 指针可互转换
(函数模板)
(C++20)
检查两个指定成员在两种指定类型的公共初始序列中是否彼此对应
(函数模板)

编译期有理数运算

头文件 <ratio> 提供 用于操作和存储编译期比率值的类型和函数 。

编译期整数序列 (since C++14)

定义于头文件 <utility>
(C++14)
实现编译期整数序列
(类模板)