如何判断模板类型是否是模板类的实例？

Question

我有一个函数，它采用模板类型来确定返回值。有什么方法可以在编译时判断模板类型是否是模板类的某种实例化？

例如

class First { /* ... */ };

template <typename T>
class Second { /* ... */ };

using MyType = boost::variant<First, Second<int>, Second<float>>;

template <typename SecondType>
auto func() -> MyType {
    static_assert(/* what goes here?? */, "func() expects Second type");
    SecondType obj;
    // ...
    return obj;
}

MyType obj = func<Second<int>>();

我知道可以通过这样做来解决这个问题

template <typename T>
auto func() -> MyType {
    static_assert(std::is_same<T, int>::value || std::is_same<T, float>::value,
                  "func template must be type int or float");

    Second<T> obj;
    // ...
    return obj;
}

MyType obj = func<int>();

总的来说，我只是好奇是否有一种方法可以测试一个类型是否是模板类的实例化？因为如果

MyType

最终有 6 个

Second

实例化，我不想测试所有可能的类型。

Answer 1

这里有一个选项：

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <string>

template <class, template <class> class>
struct is_instance : public std::false_type {};

template <class T, template <class> class U>
struct is_instance<U<T>, U> : public std::true_type {};

template <class>
class Second 
{};

int main()
{
    using A = Second<int>;
    using B = Second<std::string>;
    using C = float;
    std::cout << is_instance<A, Second>{} << '\n'; // prints 1
    std::cout << is_instance<B, Second>{} << '\n'; // prints 1
    std::cout << is_instance<C, Second>{} << '\n'; // prints 0
}

它基本上是专门针对作为模板实例化的类型的

is_instance

结构。

Answer 2

另一个选择，接受 Henri 的评论：

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <string>

template <class, template <class, class...> class>
struct is_instance : public std::false_type {};

template <class...Ts, template <class, class...> class U>
struct is_instance<U<Ts...>, U> : public std::true_type {};

template <class>
class Second 
{};

template <class, class, class>
class Third 
{};

int main()
{
    using A = Second<int>;
    using B = Second<std::string>;
    using C = float;
    using D = Third<std::string, int, void>;
    std::cout << is_instance<A, Second>{} << '\n'; // prints 1
    std::cout << is_instance<B, Second>{} << '\n'; // prints 1
    std::cout << is_instance<C, Second>{} << '\n'; // prints 0
    std::cout << is_instance<D, Third>{} << '\n'; // prints 1
}

Answer 3

@RichardHodges 的答案的另一个改进：通常，人们不仅希望捕获普通类型，而且还希望捕获所有 cv-qualified 和 ref-qualified 类型。

换句话说，如果

is_instance<A, Second>{}

为真，那么

is_instance<A const&, Second>{}

或

is_instance<A&&, Second>{}

也应该为真。该线程中的当前实现不支持该功能。

以下代码通过添加另一个间接寻址和

std::remove_cvref_t

来解释所有 cv-ref 限定类型：

namespace
{
    template <typename, template <typename...> typename>
    struct is_instance_impl : public std::false_type {};

    template <template <typename...> typename U, typename...Ts>
    struct is_instance_impl<U<Ts...>, U> : public std::true_type {};
}

template <typename T, template <typename ...> typename U>
using is_instance = is_instance_impl<std::remove_cvref_t<T>, U>;

用作

#include <iostream>

template <typename ...> struct foo{};
template <typename ...> struct bar{};

int main()
{
    std::cout << is_instance<foo<int>, foo>{} << std::endl;           // prints 1
    std::cout << is_instance<foo<float> const&, foo>{} <<std::endl;   // prints 1
    std::cout << is_instance<foo<double,int> &&, foo>{} << std::endl; // prints 1
    std::cout << is_instance<bar<int> &&, foo>{} << std::endl;        // prints 0
}

Answer 4

这适用于

int

模板参数。

template <class, template <int...> class>
struct is_instance : public std::false_type {};

template <int...Ts, template <int...> class U>
struct is_instance<U<Ts...>, U> : public std::true_type {};