C++标准库是否具备处理类型列表并聚合转换结果的类型特性？

背景 #

通过模板特化，我们可以编写一种类型特性（traits），它接收一个类型列表，对每个类型应用返回布尔值的转换操作，最终计算所有转换结果的逻辑与表达式。示例代码如下：

#include <type_traits>

template<template<typename> class TRANSFO, typename ...ARGS>
struct Eval {};

template<template<typename> class TRANSFO, typename T, typename ...ARGS>
struct Eval<TRANSFO, T, ARGS...>
{
    static constexpr bool value = TRANSFO<T>::value and Eval<TRANSFO,ARGS...>::value;
};

template<template<typename> class TRANSFO>
struct Eval<TRANSFO>
{
    static constexpr bool value = true;
};

int main()
{
    static_assert (Eval<std::is_integral,int,long>::value == true);
    static_assert (Eval<std::is_integral,int,float,long>::value == false);
    static_assert (Eval<std::is_integral,float>::value == false);
}

问题 #

C++标准库（std）中是否已存在此类特性？或者能否利用标准库中已有的特性来实现它？

回答 #

C标准库中没有直接和你实现的Eval完全一致的特性，但可以利用标准库已有的工具轻松实现相同功能，分不同C版本说明：

C++17及以上

C++17引入的std::conjunction正是用来对多个布尔类型特性做逻辑与运算的。它的参数是特性类型，配合变量模板std::conjunction_v可以直接实现需求，空参数列表时默认返回true，和你的Eval行为完全一致：

#include <type_traits>

template<template<typename> class TRANSFO, typename... Args>
struct EvalUsingStd {
    static constexpr bool value = std::conjunction_v<TRANSFO<Args>...>;
};

// 使用示例
static_assert(EvalUsingStd<std::is_integral, int, long>::value == true);
static_assert(EvalUsingStd<std::is_integral, int, float, long>::value == false);

C11/C14

如果是C11或C14，没有std::conjunction，但可以用标准库的类型工具配合语法特性实现：

• C++14版本：利用折叠表达式简化写法

#include <type_traits>

template<template<typename> class TRANSFO, typename... Args>
struct EvalUsingStd {
    static constexpr bool value = (... && TRANSFO<Args>::value);
};

• C++11版本：用std::integral_constant封装布尔值，通过递归实现逻辑与

#include <type_traits>

template<template<typename> class TRANSFO, typename... Args>
struct EvalUsingStdC11;

template<template<typename> class TRANSFO>
struct EvalUsingStdC11<TRANSFO> : std::true_type {};

template<template<typename> class TRANSFO, typename T, typename... Args>
struct EvalUsingStdC11<TRANSFO, T, Args...> : 
    std::integral_constant<bool, TRANSFO<T>::value && EvalUsingStdC11<TRANSFO, Args...>::value> {};

总结来说，不需要从零实现这类逻辑与的类型特性，借助标准库的现有工具就能轻松完成，且C++版本越新，写法越简洁。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者abcdefg