C++模板杂谈
在模板编程中，有几个常用的技术：模板（偏）特化，特性萃取，标签分派，匹配失败不是错误。其中模板（偏）特化是基础，匹配失败不是错误(SFINAE）应用最为广泛。
现代C++对模板编程做了更多的加强，boost.hana又结合constexpr和lambda把类型与值的计算统一了起来。放眼C++世界，尤其是C++库，几乎都是使用模板的泛型编程。
话说在C++的世界中（并且几乎所有语言中）函数的作用是最为明显的，试想：没有类也可以完成编程任务，但没有函数却不好说。另一方向只使用变量和语句也能完成少量的工作，但不进行函数的封装终难成大事。这几年函数式编程赿来赿流行，与函数的重要性不无关系。所以无论是用类也罢，用函数也罢，或者使用C++新增的变量模板，我们的思路是始终围绕着把它们向函数上靠就好。从MPL的元函数开始就试图使类尽可能像函数，我们在模板编程中也要使模板类、模板变量、乃至模板函数都向“函数”靠拢。这里函数加上引号我想表达的是包括但不限于constexpr函数。
一、先从类型计算将用类实现来转为用函数实现起。将类型计算与值计算统一起来，以例子说话：
1 #include <type_traits> 2 3 //1、先定义一个辅助类，为了将类型表示为对象 4 template<typename T> 5 struct type_t 6 { 7 using type = T; 8 }; 9 10 //2、装饰类型，这里给类型添加指针 11 template<typename T> 12 constexpr auto add_pointer(type_t<T>) 13 { 14 return type_t<T*>{}; 15 } 16 17 //3、为测试提供支持 18 template<typename T> 19 constexpr auto is_pointer(type_t<T>) 20 { 21 return std::false_type{}; 22 } 23 24 template<typename T> 25 constexpr auto is_pointer(type_t<T*>) 26 { 27 return std::true_type{}; 28 } 29 30 //4、测试 31 type_t<int> int_t{}; 32 auto p = add_pointer(int_t); 33 34 auto is_ptr = is_pointer(p); 35 static_assert(is_ptr.value,""); 36 37 int main() 38 { 39 return 0; 40 }
我们没有用元函数式方法实现，因为STL库中实现好了。现在用函数的方式也可以实现了，仔细体会代码，函数把类型和值的计算统一了起来，看起来函数的作用更加强大了。针对以上例子，我们需要类型的时候可以这样
1 // --vs2017rc仍然不能编译-- 2 //template<typename T> 3 //using point_type =typename decltype(add_pointer(type_t<T>{}))::type; 4 5 using point_type = typename decltype(p)::type;
稍嫌繁琐，但可以进一步封装。
1 //将以上代码装到namespace中 2 namespace detail { 3 //... 4 } 5 6 template<typename T> 7 uisng add_pointer_t = typename decltype(detail::add_pointer(type_t<T>{}))::type;
二、把类函数化。还是以例子说话：
1 struct test {}; 2 3 //1、古老的仿函数 4 template<typename T> 5 struct func 6 { 7 template<typename... Args> 8 auto operator()(Args&&... args) const 9 { 10 return T{ std::forward<Args>(args)... }; 11 } 12 }; 13 14 func<test> func_c; 15 auto test_t=func_c(); 16 17 //2、元函数，就不写例子了，STL中很多
func明明是类，但我们把它用出了函数的感觉有没有。
三、把变量模板函数化
上面的代码感觉用起来还是不爽，主要是因为还要先生成一个类对象，我们把它也封装起来，再看个例子
1 struct test2 2 { 3 explicit test2(int x) 4 : x_(x) 5 { 6 7 } 8 9 int x_; 10 }; 11 template<typename T> 12 constexpr func<T> func_c{}; 13 14 auto test2_t = func_c<test2>(1);
看起来就像在调用函数了吧。
总之，不管是什么，只管往函数上靠就对了。
本来想要写sfinae来着，却强烈地想函数的事，现在记录一种利用sfinae的方式吧。
首先，当然是模板特化了。特化前先说说形式完整性这个概念：
有一个别名声明：
1 template<typename...> 3 using void_t=void;
这个别名声明的意思是不管你给我传多少个模板参数，可能是有效的参数我都统统把它们当做void，除非任意一个模板参数不是有效的，那样的话另说（通常是编译器会给你点颜色看看）。
今天我就是要给你无效参数了怎么地？哼哼，我有sfinae大法在手，给我脸色我还不尿你呢！
有了sfinae，编译器会妥协，不管模板参数有效无效它都不敢给你脸色啦。
嗯，我想想哈，举个标签的例子吧。设想是如果一个类有标签，那么我们获取它的标签，如果没有，就什么也不做。
1 template<typename T, typename = void> 2 struct tag_of; 3 4 template<typename T> 5 struct tag_of<T, void_t<typename T::tag>> 6 { 7 using type = typename T::tag; 8 }; 9 10 template<typename T> 11 using tag_of_t = typename tag_of<T>::type; 12 13 template<typename T, typename Tag> 14 struct is_tagof : std::false_type 15 { 16 17 }; 18 19 template<typename T> 20 struct is_tagof<T, tag_of_t<T>> : std::true_type 21 { 22 23 };
模板（偏）特化会优先得到解析。上面is_tagof判断类型T是否有嵌入的tag，如果有，is_tagof就是true_type,如果没有的话，编译器在匹配void_t<typename T::tag>会失败，编译器不认为这是错误而是回头匹配主模板,is_tagof就是false_type
