如何定义 is_iterator 类型特征？

Question

• 我正在尝试编写 is_iterator<T> 类型特征。当T 是迭代器类型时is_iterator<T>::value == true 否则是is_iterator<T>::value == false。

• 到目前为止我尝试了什么：

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template <class, class Enable = void> 
struct is_iterator : std::false_type {};

template <typename T> 
struct is_iterator<T, typename std::enable_if<std::is_pointer<typename
     std::iterator_traits<T>::pointer>::value>::type> : std::true_type {};

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问：有没有比上面显示的更合适的方法来定义is_iterator 类型特征？

Answer 1

正如我在 cmets 中所说，这里介绍的解决方案在某些实现中依赖于 iterators_traits 的不可移植属性。根据 C++03 和 C++11 标准，iterator_traits 仅为迭代器（以及指针的特殊情况）定义，因此任何其他用途都是未定义的行为。具体来说，不能保证在 SFINAE 上下文中使用iterator_traits<T>::pointer，因为实例化iterator_traits<T> 将引用T::value_type、T::pointer、T::iterator_category 等，而这发生在 SFINAE 没有的“即时上下文”之外'不申请。

C++14 将解决这个问题 应该解决这个问题（它发生在 C++14 之后，DR 2408），但对于 C++11，定义 @987654331 的安全方式@ 是编写一个特征来检查迭代器必须定义的所有必需操作。所有迭代器都需要支持的唯一操作是operator* 以及前后增量。不幸的是，有些类型定义的操作不是有效的迭代器，因此编写正确的 trait 非常困难。

Answer 2

如果std::iterator_traits<T>::pointer 不是指针类型，则检查失败，例如T = std::ostream_iterator<U>。

我认为更好的测试可能是std::iterator_traits<T>::iterator_category 是std::input_iterator_tag 还是派生类型，还是std::output_iterator_tag。

template <class, class Enable = void> struct is_iterator : std::false_type {};
template <typename T> 
struct is_iterator
<T, 
 typename std::enable_if<
    std::is_base_of<std::input_iterator_tag, typename std::iterator_traits<T>::iterator_category>::value ||
    std::is_same<std::output_iterator_tag, typename std::iterator_traits<T>::iterator_category>::value 
 >::type> 
 : std::true_type {};

Answer 3

我认为没有必要检查iterator_traits 的嵌套类型定义的任何特定属性。仅仅检查iterator_traits<T>::value_type（或任何其他嵌套的typedef）就足够了，因为每个迭代器都有一个。

#include <type_traits>
#include <iostream>
#include <iterator>

template<typename>
struct void_ {
  typedef void type;
};
// remove typename spam below:
template<typename Discard>
using void_t=typename void_<Discard>::type;
template<typename T>
using decay_t=typename std::decay<T>::type;    

// stick helper types into details, so the interface
// for is_iterator is cleaner:
namespace details {
  template<typename T, typename Enable=void>
  sturct is_iterator : is_iterator2<T, Enable> {};

  // special case: void* is not an iterator
  // but T* specialization would pick it up
  // if there weren't the following:

  template<typename V>
  struct is_iterator<V*, decay_t<V>> : std::false_type {};

  // phase 2: SFINAE pass to std::iterator_traits test
  // valid in C++14, and in many C++11 compilers, except
  // for above void issue:
  template<typename, typename Enable = void>
  struct is_iterator2 : std::false_type {};

  template<typename T>
  struct is_iterator2<T, 
    void_t< typename std::iterator_traits<T>::value_type>
  > : std::true_type {};
}
template<typename T>
struct is_iterator : details::is_iterator<T> {};

int main()
{
    std::cout
        << is_iterator<int*>::value
        << is_iterator<double>::value;
}

不幸的是，这不能保证在 C++11 中有效，但 C++14 会修复它（感谢Jonathan Wakely 指出）。