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背景

定义在<type_traits>中，指定了一个特定类型的常量，是<type_traits>类型萃取中很基础的类型，在模板编程中有很重要的地位。

代码实现

gcc官网：gcc.gnu.org/

gcc代码下载：mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/gcc.gi…

gcc版本代码：gcc-7.5.0(branch分支)

文件位置：gcc/libstdc++-v3/include/std/type_traits

注意：以下的代码实现省略了一些宏定义部分，实际的代码还是参考gcc源码，这里仅用作相关原理分析。

  /// integral_constant
  template<typename _Tp, _Tp __v>
    struct integral_constant
    {
      static constexpr _Tp                  value = __v;
      typedef _Tp                           value_type;
      typedef integral_constant<_Tp, __v>   type;
      constexpr operator value_type() const noexcept { return value; }
      constexpr value_type operator()() const noexcept { return value; }
    };

  template<typename _Tp, _Tp __v>
    constexpr _Tp integral_constant<_Tp, __v>::value;

  /// The type used as a compile-time boolean with true value.
  typedef integral_constant<bool, true>     true_type;

  /// The type used as a compile-time boolean with false value.
  typedef integral_constant<bool, false>    false_type;

  template<bool __v>
    using __bool_constant = integral_constant<bool, __v>;

  template<bool __v>
    using bool_constant = integral_constant<bool, __v>;

实现分析

integral_constant定义

从上面代码中我们可以看到，实际上integral_constant的作用就是存储一个特定类型的常量的值，结合类型萃取的原理，这里使用了类模板进行定义。其中:

value_type被重命名为该特定类型；

type被重命名为该模板类本身的类型；

value用来存储该全局常量。

同时，还定义了两个常量表达式函数：

该特定类型的类型转换函数，直接返回存储的特定常量；

调用运算符重载函数，直接返回存储的特定常量。

value常量定义

这里还将对应该特定类型的特定值存储变量，使用类模板的方式进行定义，表明该变量全局可见。

true_type

定义bool变量的true值，后续将会有很多部分使用到该类型，可以直接返回true。

false_type

定义bool变量的false值，后续将会有很多部分使用到该类型，可以直接返回false。

bool_constant

integral_constant模板的一个具体使用，即_Tp为具体的bool类型，将在后面的类型萃取当中使用。

使用案例

#include <iostream>
#include <type_traits>

int main(){
    typedef std::integral_constant<int32_t, 33> int_value_33_t;
    typedef std::__bool_constant<true> my_true_t;

    int_value_33_t test_value;

    std::cout << "int_value_33_t:" << int_value_33_t::value << "\tcoversion function:"
              << test_value << "\tcaller function:" << test_value() << std::endl;                                                                            

    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "std::true_type:" << std::true_type::value << std::endl;
    std::cout << "std::true_type:" << std::false_type::value << std::endl;
    std::cout << "my_true_t:" << my_true_t::value << std::endl;

    return 0;
}

可以看到，这里我们定义了自己的类型int_value_33_t（里面只存储了一个int32_t的常量数据33），使用__bool_constant定义了自己的my_true_t。

在变量打印时，对于int_value_33_t，我们可以通过访问类成员（static成员变量）的方式，也可以通过定义一个变量test_value，通过它的类型转换函数，调用符重载获取到这个存储的常量信息。

对于bool类型的变量，调用也是相同的，这里就不重复说明了。

总结

integral_constant通过定义一个特定类型特定值的类型模板，可以构造一个含有特定值的类型，外部可以通过类成员变量，类型转换函数，调用运算符获取到该特定值；其中bool类型设定了true_type和false_type，可以直接获取特定值类型，这几个特定的类型模板是类型萃取的基础类。

C++---类型萃取---std::integral_constant

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