如何在C++20中实现type_chooser类型选择器 trait

需求说明 #

需要实现一个type_chooser类型Trait，支持两种使用场景：

• 奇数个参数：type_chooser<bool1, T1, bool2, T2, ..., boolN, TN, Telse>，逻辑等价于依次判断每个布尔条件，返回第一个为true对应的类型；若所有条件都为false，则返回最后的Telse。
• 偶数个参数：type_chooser<bool1, T1, bool2, T2, ..., boolN, TN>，逻辑同上，但如果所有条件都为false，直接触发编译错误。

实现代码 #

#include <type_traits>

// 主模板声明
template<bool... Bs, typename... Ts>
struct type_chooser;

// 处理带默认 fallback 类型的情况（奇数参数）
template<bool B, typename T, bool... Bs, typename... Ts>
struct type_chooser<B, T, Bs..., Ts...> {
    using type = std::conditional_t<B, T, typename type_chooser<Bs..., Ts...>::type>;
};

// 递归终止：只剩默认 fallback 类型
template<typename Telse>
struct type_chooser<Telse> {
    using type = Telse;
};

// 处理无默认 fallback 的情况（偶数参数），用requires约束保证参数成对
template<bool B, typename T, bool... Bs, typename... Ts>
requires (sizeof...(Bs) == sizeof...(Ts))
struct type_chooser<B, T, Bs..., Ts...> {
    using type = std::conditional_t<B, T, typename type_chooser<Bs..., Ts...>::type>;
};

// 递归终止：无默认类型且所有条件不满足，触发编译错误
template<>
struct type_chooser<> {
    static_assert(false, "type_chooser: 所有条件均为false且未提供默认类型");
    using type = void; // 占位类型，实际不会被使用
};

// 辅助别名，简化使用
template<typename... Args>
using type_chooser_t = typename type_chooser<Args...>::type;

代码解释 #

1. 主模板与递归展开：通过可变参数模板递归处理每一组bool-类型对，利用std::conditional_t在编译期判断当前条件是否成立，成立则返回对应类型，否则继续递归处理剩余参数。
2. 奇数参数处理：最后一个参数作为默认 fallback 类型，当所有条件都不满足时，递归终止到仅含该类型的特化，直接返回它。
3. 偶数参数处理：用C++20的requires约束确保剩余参数中布尔值和类型的数量相等（即保持成对），当所有条件都不满足时，会匹配到空参数的特化，触发static_assert抛出编译错误。
4. 辅助别名：type_chooser_t避免了每次使用时都要写typename ...::type，简化代码书写。

使用示例 #

// 示例1：带默认类型的情况
using T1 = type_chooser_t<false, int, true, double, float>;
// T1 为 double（第二个条件为true，直接返回）

using T2 = type_chooser_t<false, int, false, double, float>;
// T2 为 float（所有条件不满足，取默认类型）

// 示例2：无默认类型的情况
using T3 = type_chooser_t<false, int, true, double>;
// T3 为 double（第二个条件为true）

// 以下代码会触发编译错误：所有条件不满足且无默认类型
// using T4 = type_chooser_t<false, int, false, double>;

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user2052436