1

Каким способом можно реализовать std::is_enum? Я смотрел реализации в libstdc++ и libcxx, но и там и там используются интринсики компилятора. Как можно реализовать эту функцию без их использования?

2 ответа 2

2

Благодаря тому, что в C++20 лямбдам было разрешено появляться в параметрах шаблона, это можно реализовать следующим образом:

#include <type_traits>

namespace details {
  enum TestEnum { }; // Этот класс во избежание фальсификаций необходимо спрятать от пользователя
}

template<typename T, auto f = []() {
  switch(std::declval<T>()) { }
}>
auto test_enum(int) ->
  decltype(void(static_cast<details::TestEnum>(std::declval<T>())),
  std::true_type{});
template<typename T> auto test_enum(...) -> std::false_type;

template<typename T>
struct is_enum: std::bool_constant<decltype(test_enum<T>(0))::value && !std::is_arithmetic_v<T>> { };

Это работает за счет того, что, согласно стандарту, в качестве условия switch выражения допустим любой арифметический тип или тип-перечисление, а также тому, что любой тип-перечисление может быть явно приведен к любому другому типу-перечислению.

Таким образом, возвращаемое значение функции test_enum будет иметь тип std::true_type, если переданный в качестве параметра шаблона тип является или перечислением, или числовым типом, и std::false_type, если вышеобозначенное условие не соблюдено.

И, наконец, в определении структуры is_enum мы отсекаем арифметические типы, передавая в качестве параметра классу std::bool_constant выражение decltype(test_enum<T>(0))::value && !std::is_arithmetic_v<T>.

Пример:

#include <iostream>

enum Enumeration { RED, GREEN, BLUE };
enum class AnotherEnumeration { BIG, SMALL };

struct MyStruct {
  operator int() {
    return 0;
  }
};

int main() {
  std::cout << is_enum<Enumeration>::value << std::endl;
  std::cout << is_enum<AnotherEnumeration>::value << std::endl;
  
  std::cout << is_enum<int>::value << std::endl;
  std::cout << is_enum<MyStruct>::value << std::endl;
}

Вывод:

1
1
0
0

Стоит заметить, что если бы вместо

auto test_enum(int) ->
  decltype(void(static_cast<TestEnum>(std::declval<T>())),
  std::true_type{});

мы написали бы просто

auto test_enum(int) -> std::true_type;

то is_enum<MyStruct>::value имело бы значение true, ибо этот тип, хоть он и не является арифметическим или типом-перечислением, может быть неявно приведен к типу int.

4
  • Ваш код не компилируется MSVC, если передать в него структуру, не содержащую оператор преобразования. GCC и Clang не компилируют его вообще, независимо от аргументов, из-за std::declval в лямбде. Если вместо declval сделать у лямбды параметр и передавать его в switch, то в GCC и Clang начинает работать (но не в MSVC), но добавление в структуру template <typename T> operator T() {} снова вызывает ошибку копиляции в GCC. 17 ноя 2021 в 17:20
  • 2
    Вывод - ненадежно. В компиляторах не зря интинсики под это дело. 17 ноя 2021 в 17:21
  • @HolyBlackCat, Cтандарт C++20 позволяет использовать std::declval в лямбдах. Но вы правы, не все компиляторы еще в этом аспекте согласуются с стандартом. 20 янв 2022 в 15:55
  • Ссылку на стандарт бы? 20 янв 2022 в 16:01
1

В boost есть рабочая реализация is_enum для с++ 03.

Общая идея: enum не является ссылкой, арифметическим типом, классом, структурой, union, но при этом приводится к int. Массивы, функции и указатели не приводятся к int, арифметические типы определяются полным перечислением, ссылки не проблема, остается узнать, является ли тип классом или union. Только классы и union могут иметь указатели на члены, что позволяет решить задачу.

Упрощенная реализация для c++14:

#include <type_traits>

template< class... > using void_t = void;

template<class...> struct conjunction : std::true_type { };
template<class B1> struct conjunction<B1> : B1 { };
template<class B1, class... Bn>
struct conjunction<B1, Bn...> 
    : std::conditional_t<bool(B1::value), conjunction<Bn...>, B1> {};

template<class...> struct disjunction : std::false_type { };
template<class B1> struct disjunction<B1> : B1 { };
template<class B1, class... Bn>
struct disjunction<B1, Bn...> 
    : std::conditional_t<bool(B1::value), B1, disjunction<Bn...>>  { };

template<class B>
struct negation : std::integral_constant<bool, !bool(B::value)> { };


template<class T, class = void_t<>> struct is_class_or_union: std::false_type{};

// Только у классов, структур и union могут быть указатели на члены
template<class T> struct is_class_or_union<T, void_t<void(T::*)(void)>>: std::true_type{};

template<class T> constexpr bool is_class_or_union_v = is_class_or_union<T>::value;

template<class T>
struct is_enum: public conjunction<
    negation<
        disjunction<
            std::is_reference<T>,
            std::is_arithmetic<T>,
            is_class_or_union<T>
        >
    >,
    std::is_convertible<T&, int>
>
{};

template<class T>
static constexpr bool is_enum_v = is_enum<T>::value;


enum TestEnum{};
enum TestEnumClass{};
struct TestStruct{
    void method(){}
};
class TestClass{};
union TestUnion{
    TestEnum te;
};
void TestFunction(){}

static_assert(is_enum_v<TestEnum>, "");
static_assert(is_enum_v<const TestEnum>, "");
static_assert(is_enum_v<TestEnumClass>, "");

static_assert(!is_enum_v<TestEnumClass&>, "");
static_assert(!is_enum_v<TestEnumClass*>, "");
static_assert(!is_enum_v<TestStruct>, "");
static_assert(!is_enum_v<TestClass>, "");
static_assert(!is_enum_v<TestUnion>, "");
static_assert(!is_enum_v<int>, "");
static_assert(!is_enum_v<decltype(&TestStruct::method)>, "");
static_assert(!is_enum_v<decltype(TestFunction)>, "");
static_assert(!is_enum_v<decltype(&TestFunction)>, "");
static_assert(!is_enum_v<int[1]>, "");
static_assert(!is_enum_v<TestEnumClass[0]>, "");

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.