为什么 std::is_array 为 std::array 返回 false？答案

【问题标题】：Why does std::is_array return false for std::array?为什么 std::is_array 为 std::array 返回 false？
【发布时间】：2016-12-02 03:25:08
【问题描述】：

由于std::array<>和std::is_array<>都是在C++11中引入的，所以编译失败似乎很奇怪：

#include <array>
#include <type_traits>

static_assert(std::is_array<std::array<int,2>>::value);

有没有一种简单的方法来检查某个东西是否是一个数组，包括T[N] 和std::array<T,N> 的可能性？

【问题讨论】：

std::array 根本不是一个数组。他们只是这么称呼它，因为它比std::array_wrapper 或std::better_array 更方便。
@user2357112：由于is_array<> 的含义是由定义array<> 的同一语言的完全相同版本决定的，因此“数组不是数组”的概念似乎很荒谬，不是吗？
智能指针也不通过is_pointer。如果std::is_array 是特殊情况下的std::array，那么std::is_array 的用处就会降低，而使std::array 成为一个实际的数组将首先破坏std::array 的全部意义。只是不要让这些名称让您感到困惑。
相关：stackoverflow.com/questions/35004633/…
鉴于引入了std::array，一个更好的名称应该是std::is_carray。但是特质确实很混乱，并且按照自己的规则和古怪的名字发挥作用。比如根据std，std::complex<double>就不是arithmetic。（std::is_arithmetic<std::complex<double>> 是假的）。我认为这是因为获得正确的“概念”是困难的，即使是简单的。我预计在概念语言中会出现更多这样的问题，在这种语言中，事物的含义并不总是它们看起来的样子。

标签： c++ arrays c++11 typetraits

【解决方案1】：

std::is_array 被定义为仅适用于看起来像 T[] 或 T[N] 的类型。 std::array 不包括在内。

您不能在标准下将std::is_array 修改或特化为true_type 为std::array；这将使您的程序格式错误，无需诊断。特化std内的类型时，结果必须与标准一致，此处特指标准。（此外，对std 中的其他模板这样做是非常可疑的非法行为）。

你可以创建自己的is_array trait：

namespace notstd {
  template<class T>
  struct is_array:std::is_array<T>{};
  template<class T, std::size_t N>
  struct is_array<std::array<T,N>>:std::true_type{};
  // optional:
  template<class T>
  struct is_array<T const>:is_array<T>{};
  template<class T>
  struct is_array<T volatile>:is_array<T>{};
  template<class T>
  struct is_array<T volatile const>:is_array<T>{};
}

然后在别处使用 notstd::is_array<T> 来检测 C 样式数组或 C++ std::array。

【讨论】：

【解决方案2】：

ISO/IEC 14882:2011，§ 20.9.4.1，表 47 说明：

模板：模板结构is_array；
条件：T是已知或未知范围的数组类型（3.9.2）
注释：类模板数组（23.3.2）不是数组类型。

所以，断言应该失败。

虽然您可以按照@0x499602D2 的建议对is_array 进行专门化，但如果您这样做了，您应该在另一个命名空间中这样做，因为您不应该尝试更改标准化函数的含义。

【讨论】：

感谢您的参考。想要区分 C++ 数组和 C 数组的代码不能使用std::is_class<>吗？
@JohnZwinck 是的，它可以。我想标准作者认为这样会更有用
@harmic 您的最后一段导致程序格式错误，不需要诊断； std 命名空间内的特征类的特化不得违反标准中记录的特征类公理。
@Yakk，我不确定你的意思，因为我的最后一段建议你不应该尝试这样做。无论如何，我已经把措辞收紧了一点。
这应该被称为std::is_c_array，与c_str() 不同。现在，对于新手来说，这是一个令人尴尬和无法解释的边界，为什么明确称为“数组”的构造不是数组。

【解决方案3】：

Cppreference 提供了这种可能的实现方式：

template<class T>
struct is_array : std::false_type {};

template<class T>
struct is_array<T[]> : std::true_type {};

template<class T, std::size_t N>
struct is_array<T[N]> : std::true_type {};

不幸的是，它没有为std::array 提供专业化。你可以这样做：

template<class T>
struct is_array : std::is_array<T> {};
template<class T, std::size_t N>
struct is_array<std::array<T, N>> : std::true_type {};

【讨论】：

这个解决方法感觉有点冒险......可能会破坏第三方库头代码，具体取决于包含顺序
@M.M 那你有什么建议？直接在std内部进行专业化？
我建议理解 std::is_array 仅指 C 风格的数组，而不是 std::array ，如果你想要一个匹配这两个东西的特征，那么就创建你自己的特征
@MM 太好了。那你应该回答一下。
@0x499602D2 将您的is_array 放入namespace notstd 或其他东西；并明确表示它不会进入std。如所写，目前尚不清楚您是建议某人将其放入根命名空间、他们自己的命名空间，还是将其注入std 或同样可怕的东西。