为类型特征_t别名和_v变量模板的目的是什么？

问题在于，当您拥有 时，是一个依赖名称，因此需要对其进行限定，以便通知编译器它是类型而不是对象的名称。这些名称是别名，因此您不必自己键入。std::result_of<TEMPLATE_STUFF>::typetypetypenametype*_ttypename trait_name::typetypename

s 不需要 the，因为这些是值，但它保持一致的语法，并且仍然较少键入。typename*_v

在任何上下文中公开实现细节（如 std：：result_of：：type 或 std：：is_same：：value）是否有用？

它们不是实现细节。这些是要使用的原始接口。

变体必须实现为仅自 C++11 以来存在的别名模板，并且变体必须实现为仅自 C++14 以来存在的变量模板。_t_v

因此，最初根本无法定义没有间接 through 或成员的接口。速记版本是后来添加的，除了安全一些键入并使代码更易于阅读之外，什么也没做。::type::value

这些变体可以直接用 C++11 添加，但很早就已经考虑将类型特征包含在 C++11 中。据推测，别名模板是后来添加到草稿中的，或者接口已经很熟悉，因为类型特征实现在 C++11 之前也已经存在。_t::type

如果您正在编写不需要与早期 C++ 版本兼容的 C++ 或更高版本的代码，则（几乎）没有理由不使用 and 变体而不是旧的 / 接口。如果你需要支持较旧的 C++ 版本，那么你应该相应地使用 /，直到分别达到 C++11 和 C++14。_t_v::type::value::type::value

在这种情况下，偶尔使用类型特征本身而不是成员是有用的。由于类型特征被定义为派生自或根据其计算方式派生，因此这允许将逻辑保持在类型级别，而不会走任何弯路。::value::valuestd::true_typestd::false_type

有时，在模板中仅有条件地使用 / 成员也很有用。在这种情况下，它们的优点是，只有当 / 出现在实例化的上下文中时，才需要实例化类型特征。因为实例化可能会导致许多其他实例化，具体取决于类型特征，并且如果类型尚未完成，则可能具有 UB。::value::type::value::type

为了保持一致性，新添加的类型特征仍然遵循相同的方案。

TL;DR - 别名可以显著缩短元编程代码，因为省略了 和 。 后来添加了变量模板，以便与别名对称，因为它们在各个方面都更好。_t::typetypename_v_t

C++17 - 变量模板_v

以下是将变量模板引入 C++17 的提案文件中的一句话：_v

变量模板（如 is_same_v<T、U> 优于嵌套模板 像 is_same<T、U>：：value 这样的常量有几个原因：

1. 显然，前者短了 5 个字符。

2. 不太明显的是，前者消除了“不连贯的冗长”。在处理类型特征时，通常不得不说这样的话 enable_if_t<！is_same<X， decay_t>：：value， Z>， 其中 “is_same” 和 “：：value”之间可能有大量的 机械。

3. 不得不说“：：value”不是一个功能，它是已经解决的语言限制的解决方法。（请注意，此提案 不触及结构模板，所以想要 is_same类型（而不是其嵌套常量）不受影响。

此外，采用文件中的要点：

随着类型特征别名模板的成功，已经提出了一组匹配的变量模板。对变量模板的语言支持来得太晚了，无法自信地对 C++14 进行此更改，但此后的经验表明，这种变量模板更加简洁，可以以类似于别名通过标准被广泛采用的方式清理文本，并且作者在他自己的标准类型特征库实现中使用它们的经验是，使用此类变量编写代码时要简单得多模板，而不是将值转换为类型，然后对类型执行模板操作，然后再将类型转换回值。
对标准的影响是，许多引用的地方会改用 .节省的费用不如别名模板那么大，因为没有令人讨厌的删除。然而，使用和指代特征，而不是用来提取意义的一致性是令人信服的。_t_v_tsome_trait<T>::valuesome_trait_v<T>typename_t_v::something

C++14 - 别名_t

在C++14中引入别名的论文中提供了类似的推理，并增加了NathanOliver在他的回答中评论的额外好处。引用论文：_ttypename

不幸的是，对于最常见的用例来说，上述灵活性是有代价的。 在模板上下文中，C++ 要求对元函数的每个“元调用”都具有语法开销 以介绍性关键字的形式，以及后缀：typename::type

typename metafunction-name<metafunction-argument(s)>::type

即使是相对简单的构图也会很快变得有些混乱;更深 嵌套是彻头彻尾的笨拙：

template< class T > using reference_t
   = typename conditional<is_reference<T>::value, T,
                          typename add_lvalue_reference<T>::type>::type;

更糟糕的是，意外省略关键字可能会导致对程序员来说晦涩难懂的诊断 谁不擅长元编程细节。

根据我们的经验，传递元函数（而不是元数据）构成了相对 一小部分元功能组成。我们发现自己传递了元函数结果 更频繁。因此，我们建议为库添加一组模板别名，以减轻程序员表达更多内容的负担 常见情况。请注意，在上述示例的以下重写中，没有任何关键字，也没有任何后缀，因此将语句从 3 压缩到 2 代码行数：TransformationTraitstypename::type

template< class T > using reference_t
    = conditional_t< is_reference<T>::value, T, add_lvalue_reference_t<T> >;

别名模板在 C++14 中引入，变量模板在 C++17 中引入。这些存在的原因有很多。_t_v

和模板更方便。_t_v

首先，五个字符是否比 .此外，您需要在后者前面加上前缀，因为编译器无法推断是类型成员还是静态成员。另请参阅我必须在哪里以及为什么必须放置“模板”和“typename”关键字？。trait_t<T>trait<T>::typetypename::type

比较 C++11/C++17 代码，这可能会有很大的不同：

// C++17
template <typename T>
std::enable_if_t<!std::is_void_v<T>> foo();
// C++11
template <typename T>
typename std::enable_if<!std::is_void<T>::value>::type foo();

和模板提供了更大的实现自由度。_t_v

特征都是类这一事实是一个重大限制。这意味着每次使用例如 将不得不实例化一个新的类模板，而这相对昂贵。现代编译器将所有类型特征实现为内部函数，类似于：std::is_same

template <typename _A, typename _B>
struct is_same {
    static constexpr bool value = __is_same(_A, _B);
};

template <typename _A, typename _B>
inline constexpr bool is_same_v = __is_same(_A, _B);

请参阅 libc++ 中的 __type_traits/is_same.h。

该类显然是多余的，直接通过变量模板使用内置函数会更有效。

特征类现在已经没有意义了吗？_t_v

答案取决于编译器。 支持这些类的一个常见论点是它们允许短路。 例如，您可以替换

(std::is_same_v<Ts, int> && ...)
// with
std::conjunction_v<std::is_same<Ts, int>...>

...与折叠表达式不同，并非所有表达式都会被实例化。 然而，至少对于 clang 和 GCC 来说，实例化的成本非常便宜（由于它是内置的），即使折叠表达式不会短路，使用它们仍然会提高编译速度。std::is_samestd::is_same_v

点击图片进入基准测试结果

但是，较旧的编译器可能会使用实际类而不是内置类来实现某些特征，因此理论上短路可能会更好。

特征类有时对 TMP 更方便。

无论性能如何，这些特征有时对元编程都很有用，例如：

template <typename T>
struct Select;

template <typename A, typename B>
struct Select<Pair<A, B>> : std::conditional<LeftIsBetter<A, B>, A, B> {};
// is more concise than
template <typename A, typename B>
struct Select<Pair<A, B>> {
    using type = std::conditional_t<LeftIsBetter<A, B>, A, B>;
};

在某些情况下，从 trait 类继承很方便，尽管不是绝对必要的。

另见

您可以在以下论文中找到别名/变量模板的基本原理和进一步解释：_t_v

• N3655 - 转换特征 Redux，v2
• N3854 - 类型特征的变量模板
• P0006 - 采用库基础 TS for C++ 中的类型特征变量模板17