在编译时确定类型是否为STL容器

Question

我想编写一个模板来确定类型是否是编译时的stl容器.

我有以下一点代码:

struct is_cont{};
struct not_cont{};

template <typename T>
struct is_cont { typedef not_cont result_t; };

但我不确定如何创建必要的专业化std::vector<T,Alloc>, deque<T,Alloc>, set<T,Alloc,Comp>等...

Answer 1

注意:以下代码取自@Kerrek SB编写的一个名为pretty-print的优秀实用程序(stackoverflow上的一个主题).

免责声明:我不知道是否允许在未经原作者许可的情况下复制并粘贴此代码.@Kerrek,如果您有任何问题,请告诉我.:-)

您可以使用此类模板:

  template<typename T> 
  struct is_container : std::integral_constant<bool, has_const_iterator<T>::value && has_begin_end<T>::beg_value && has_begin_end<T>::end_value> 
  { };

用法:

 std::cout << is_container<std::vector<int>>::value << std::endl; //true
 std::cout << is_container<std::list<int>>::value << std::endl;   //true 
 std::cout << is_container<std::map<int>>::value << std::endl;    //true
 std::cout << is_container<std::set<int>>::value << std::endl;    //true
 std::cout << is_container<int>::value << std::endl;              //false

请注意,is_container需要遵循帮助程序类模板:

template<typename T>
struct has_const_iterator
{
private:
    typedef char                      yes;
    typedef struct { char array[2]; } no;

    template<typename C> static yes test(typename C::const_iterator*);
    template<typename C> static no  test(...);
public:
    static const bool value = sizeof(test<T>(0)) == sizeof(yes);
    typedef T type;
};

template <typename T>
struct has_begin_end
{
    template<typename C> static char (&f(typename std::enable_if<
      std::is_same<decltype(static_cast<typename C::const_iterator (C::*)() const>(&C::begin)),
      typename C::const_iterator(C::*)() const>::value, void>::type*))[1];

    template<typename C> static char (&f(...))[2];

    template<typename C> static char (&g(typename std::enable_if<
      std::is_same<decltype(static_cast<typename C::const_iterator (C::*)() const>(&C::end)),
      typename C::const_iterator(C::*)() const>::value, void>::type*))[1];

    template<typename C> static char (&g(...))[2];

    static bool const beg_value = sizeof(f<T>(0)) == 1;
    static bool const end_value = sizeof(g<T>(0)) == 1;
};

Answer 2

首先,定义主模板,在默认情况下,该模板的成员为false:

template <typename T>
struct is_cont {
  static const bool value = false;
};

然后,您将为容器类型定义部分特化,其值为true:

template <typename T,typename Alloc>
struct is_cont<std::vector<T,Alloc> > {
  static const bool value = true;
};

然后对于要检查的类型X,请使用它

if (is_cont<X>::value) { ... } 

Answer 3

许多已提出的解决方案对于检测STL容器而言都很冗长.
他们专注于所有容器所具有的特性,而不是明确说明容器是什么.

如果您想创建自己的容器并使用真实类型进行评估,我建议使用其他解决方案.如果您只想验证合法的STL容器,而不是类似STL的容器,请考虑使用以下实现,因为它提供了精确的STL容器检测:

#include <deque>
#include <forward_list>
#include <list>
#include <map>
#include <queue>
#include <set>
#include <stack>
#include <string>
#include <tuple>
#include <type_traits>
#include <unordered_map>
#include <unordered_set>
#include <utility>
#include <vector>
#include <type_traits>

//specialize a type for all of the STL containers.
namespace is_stl_container_impl{
  template <typename T>       struct is_stl_container:std::false_type{};
  template <typename T, std::size_t N> struct is_stl_container<std::array    <T,N>>    :std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::vector            <Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::deque             <Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::list              <Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::forward_list      <Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::set               <Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::multiset          <Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::map               <Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::multimap          <Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::unordered_set     <Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::unordered_multiset<Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::unordered_map     <Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::unordered_multimap<Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::stack             <Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::queue             <Args...>>:std::true_type{};
  template <typename... Args> struct is_stl_container<std::priority_queue    <Args...>>:std::true_type{};
}

//type trait to utilize the implementation type traits as well as decay the type
template <typename T> struct is_stl_container {
  static constexpr bool const value = is_stl_container_impl::is_stl_container<std::decay_t<T>>::value;
};

注意使用std::decay以避免基于类型限定符的不正确类型推导.此外,我们已经利用了继承std::true_type并std::false_type避免::type自己指定类型.C++ 11可变参数模板用于推导构造容器所需的n量模板类型参数.

正如您所期望的那样使用该实现:

  std::cout << std::boolalpha;
  std::cout << is_stl_container<std::vector<int>>::value << '\n';
  std::cout << is_stl_container<std::vector<int>const&>::value << '\n';
  std::cout << is_stl_container<int>::value << '\n';

打印:

true
true
false

Answer 4

建议对has-an-stl-container-like-interface的通用编译时测试 是一个合适的解决方案,这个接口定义了一个类似stl的容器 T :

T::iterator T::begin();
T::iterator T::end();
T::const_iterator T::begin() const;
T::const_iterator T::end() const;

*T::iterator is T::value_type &
*T::const_iterator is T::value_type const &

size()可以以明显的方式添加附加要求,例如方法,或者以明显类似的方式在编译时探测其他规范类型接口.

#ifndef IS_STL_CONTAINER_LIKE_H
#define IS_STL_CONTAINER_LIKE_H

#include <type_traits>

template<typename T>
struct is_stl_container_like
{
    typedef typename std::remove_const<T>::type test_type;

    template<typename A>
    static constexpr bool test(
        A * pt,
        A const * cpt = nullptr,
        decltype(pt->begin()) * = nullptr,
        decltype(pt->end()) * = nullptr,
        decltype(cpt->begin()) * = nullptr,
        decltype(cpt->end()) * = nullptr,
        typename A::iterator * pi = nullptr,
        typename A::const_iterator * pci = nullptr,
        typename A::value_type * pv = nullptr) {

        typedef typename A::iterator iterator;
        typedef typename A::const_iterator const_iterator;
        typedef typename A::value_type value_type;
        return  std::is_same<decltype(pt->begin()),iterator>::value &&
                std::is_same<decltype(pt->end()),iterator>::value &&
                std::is_same<decltype(cpt->begin()),const_iterator>::value &&
                std::is_same<decltype(cpt->end()),const_iterator>::value &&
                std::is_same<decltype(**pi),value_type &>::value &&
                std::is_same<decltype(**pci),value_type const &>::value;

    }

    template<typename A>
    static constexpr bool test(...) {
        return false;
    }

    static const bool value = test<test_type>(nullptr);

};

#endif

这是一个测试程序,使用GCC 4.7.2,clang 3.2,Intel C++ 13.1.1构建:

#include "is_stl_container_like.h"

// Testing ...

#include <iostream>
#include <vector>
#include <array>
#include <functional>

using namespace std;

template<class C>
struct polymorphic : private C
{
    typedef typename C::value_type value_type;
    typedef typename C::iterator iterator;
    typedef typename C::const_iterator const_iterator;

    virtual ~polymorphic(){}

    virtual const_iterator begin() const {
        return C::begin();
    }

    virtual iterator begin()  {
        return C::begin();
    }

    virtual const_iterator end() const {
        return C::end();
    }

    virtual iterator end()  {
        return C::end();
    }   
};

template<class C>
struct reject : private C
{
    typedef typename C::value_type value_type;
    typedef typename C::iterator iterator;
    typedef typename C::const_iterator const_iterator;


    const_iterator begin() {
        return C::begin();
    }

    iterator begin() const {
        return C::begin();
    }

    const_iterator end() {
        return C::end();
    }

    iterator end() const {
        return C::end();
    }
};

int main()
{
    cout << is_stl_container_like<vector<int> const >::value << endl; // Yes
    cout << is_stl_container_like<array<int,42>>::value << endl; // Yes
    cout << is_stl_container_like<polymorphic<vector<int>>>::value << endl; // Yes
    cout << is_stl_container_like<function<int(int)>>::value << endl; // No
    cout << is_stl_container_like<int>::value << endl; // No
    cout << is_stl_container_like<reject<vector<int>>>::value << endl; //No
}

Answer 5

在 C++20 中，您可以使用concept,

您可以从您认为的容器中添加更多检查，但它可能看起来像：

template <typename T>
concept Container = requires(T t)
{
    std::begin(t);
    std::end(t);
};

用法示例。

标准中已经存在一些您可能感兴趣的概念：

std::范围::范围