为什么 type_traits 使用结构实现答案

【问题标题】：Why is type_traits implemented using structs为什么 type_traits 使用结构实现
【发布时间】：2019-10-20 18:04:28
【问题描述】：

大多数类型特征都是使用结构和模板部分（或完全）特化来制作的。例如std::is_same 实现为

template<typename>
struct is_same : false_type {};
template<typename T>
struct is_same<T, T> : true_type {}; // partial specialization

用法是

bool are_equal = std::is_same<T, U>::value;

或

.. = std::is_same_v<T, U>;

这两个都有点难看。起初我认为这是唯一的解决方案，然后我发现变量也可以部分专门化（而函数不能）。类型转换特征不能（显然）是变量，但是对于“信息”特征，为什么这不会比结构更好？

template<typename>
inline constexpr bool is_same = false;
template<typename T>
inline constexpr bool is_same<T, T> = true;

然后

bool are_equal = std::is_same<T, U>;

【问题讨论】：

【解决方案1】：

原因只是历史原因。大多数类型特征首先在 C++11 中添加到库中。后来在 C++14 中添加了变量模板，而改变实现的那一点是不可行的，因为这太向后不兼容了。因此添加了带有_v 后缀的变量，这成为了惯例。

添加新特征的方式相同，因为在任何库中保持一致性都很重要，更不用说标准库了。

【讨论】：

【解决方案2】：

有时，您需要一个类型，而不仅仅是底层的 bool 值。标签调度技术提供了一个简单的例子：

void foo(std::true_type)  { ... }
void foo(std::false_type) { ... }

foo(std::is_same<T, S>{});

如果std::is_same 只是一个bool 变量模板，那么这段代码就不会那么优雅了。

【讨论】：

我不确定为什么该代码特别优雅。在那些不能作为函数内的条件完成的函数中发生了什么？围绕 boolean 值进行标记调度有什么意义？如果它是constexpr 的东西，那么您可以轻松地将布尔值作为非类型模板参数传递并使用if constexpr。
@NicolBolas，如果这两个 foos 做不同的事情，我宁愿将它们作为两个单独的函数，而不是在一个单独的函数中为 if constexpr 提供两个分支。跨度>
如果他们真的在做如此不同的事情，他们不应该有不同的名字吗？为什么要尝试根据参数的差异来调用其中一个？也就是说，从foo(is_same<T, S>{}) 的读者的角度来看，我希望foo 正在执行，无论这意味着什么。不可能是foo，也可能是non-foo。
@NicolBolas，他们可以以不同的方式做同样的事情，就像 std::distance 以完全不同的方式对随机访问和转发迭代器做同样的事情。
这是接口与实现的问题。您将根据它使用的迭代器类型的属性以不同的方式实现 distance。但是distance 的接口不应向用户公开该详细信息。标记的调度作为该类型的主要接口的一部分向接口公开了实现细节。

【解决方案3】：

请注意，类型和非类型参数不可互换。您不能编写同时接受两者的一元模板。如果您要构建一个成熟的编译时计算代数，您需要选择一种参数类型并让您的所有模板只接受它。

【讨论】：