为什么Boost MPL有积分常数？

Question

既然可以将整数值作为模板参数并对它们进行算术运算，那么

boost::mpl::int_<>

和其他整数常量背后的动机是什么？这种动机在 C++11 中仍然适用吗？

Answer 1

您可以采用整数值作为模板参数，但不能使用单个模板同时采用类型和非类型模板参数。长话短说，将非类型模板参数视为类型允许它们与MPL中的无数事物一起使用。

例如，考虑一个元函数

find

，它处理类型并在序列中查找相等的类型。如果您希望将其与非类型模板参数一起使用，则需要重新实现新算法“重载”，即您必须手动指定整数值的

类型

。现在想象一下，您希望它像语言的其余部分一样使用混合积分类型，或者您想要混合类型和非类型，您会得到“重载”的爆炸式增长，而这也恰好是更难使用，因为您必须在各处指定每个非类型参数的类型。 这种动机仍然适用于

C++11

。 这种动机仍然适用于

C++y

和任何其他版本，除非我们有一些新规则允许从 非类型模板参数 到 type 模板参数的转换。例如，每当您使用 find_c 并且模板请求类型时，都会用

5

来实例化它。

Answer 2

K-Ballo 的回答很棒。

我认为还有其他相关的事情。整型常量类型不仅可用作模板参数，还可用作函数参数和函数返回类型（在我的示例中使用 C++11 类型，但相同的参数适用于早于它们的 Boost 类型）：

std::integral_constant< int, 5 >

该函数接受一个函数指针并返回一个类型，告诉您该函数接受的参数数量。在我们拥有 

template<typename R, typename... Args>
  std::integral_constant<std::size_t, sizeof...(Args)> 
  arity(R (*)(Args...))
  { return {}; }

函数之前，无法在常量表达式中调用函数，因此要问诸如“此函数类型需要多少个参数？”之类的问题。您需要返回一个

type

，并从中提取整数值。 即使语言中有

constexpr

（这意味着上面的函数可以只是

constexpr

并且整数值在编译时可用），整型常量类型仍然有很好的用途，例如标签发送：return sizeof...(Args);

这个 

template<typename T>
  void frobnicate(T&& t)
  {
    frob_impl(std::forward<T>(t), std::is_copy_constructible<T>{});
  }

函数可以根据作为第二个参数传递的

frob_impl

类型进行重载：integer_constant<bool, b>

您可以尝试通过将布尔值设置为模板参数来执行类似的操作：

template<typename T>
  void frob_impl(T&& t, std::true_type)
  {
    // do something
  }

template<typename T>
  void frob_impl(T&& t, std::false_type)
  {
    // do something else
  }

但不可能部分专门化函数模板，因此您无法使 

frob_impl<std::is_copy_constructible<T>::value>(std::forward<T>(t));

和

frob_impl<true, T>

做不同的事情。重载布尔常量的

type

可以让您根据“可复制构造”特征的 value 轻松执行不同的操作，并且 that 在 C++11 中仍然非常有用。 常量有用的另一个地方是使用 SFINAE 实现特征。在 C++03 中，传统方法是重载函数，返回两种不同大小的类型（例如

frob_impl<false, T>

和包含两个

int

的结构），并使用

int

测试“值”。在 C++11 中，函数可以返回

sizeof

和

true_type

，这更具表现力，例如测试“此类型是否有一个名为

false_type

的成员？”的特征可以让表示正结果的函数返回

foo

，让表示负结果的函数返回

true_type

，还有什么比这更清楚的呢？作为标准库实现者，我

非常

频繁使用false_type和

true_type

，因为很多编译时“问题”都有正确/错误的答案，但是当我想测试可以有更多内容的东西时两个不同的结果我将使用

false_type

的其他专业化。