這兩個模板是C++17引入的類型特征組合工具，用于構建更復雜的類型判斷邏輯。下面我將從技術實現到實際應用進行全面剖析：
一、基本概念與C++引入版本
1. std::disjunction_v (邏輯OR)
- 引入版本：C++17
- 功能：對多個類型特征進行邏輯或運算
- 等價形式：
T1::value || T2::value || ... || Tn::value - 別名模板：
disjunction_v<T...>是disjunction<T...>::value的簡寫
2. std::conjunction_v (邏輯AND)
- 引入版本：C++17
- 功能：對多個類型特征進行邏輯與運算
- 等價形式：
T1::value && T2::value && ... && Tn::value - 別名模板：
conjunction_v<T...>是conjunction<T...>::value的簡寫
二、底層實現原理
1. disjunction 的可能實現
template<class...> struct disjunction : std::false_type {};
template<class B1> struct disjunction<B1> : B1 {};
template<class B1, class... Bn>
struct disjunction<B1, Bn...> : std::conditional_t<B1::value, B1, disjunction<Bn...>> {};
2. conjunction 的可能實現
template<class...> struct conjunction : std::true_type {};
template<class B1> struct conjunction<B1> : B1 {};
template<class B1, class... Bn>
struct conjunction<B1, Bn...> : std::conditional_t<B1::value, conjunction<Bn...>, B1> {};
關鍵特性：
- 短路求值：類似運行時
||和&&的行為 - 繼承結果類型：保留第一個確定結果的特征類型
三、與傳統方式的對比
C++11/C++14實現方式
// 使用std::integral_constant手動組合
template<typename T>
using is_arithmetic_or_enum = std::integral_constant<bool,std::is_arithmetic<T>::value || std::is_enum<T>::value>;
C++17新方式
template<typename T>
using is_arithmetic_or_enum = std::disjunction<std::is_arithmetic<T>, std::is_enum<T>>;
優勢對比：
| 特性 | 傳統方式 | C++17方式 |
|---|---|---|
| 可讀性 | 較差 | 更接近邏輯表達式 |
| 編譯錯誤信息 | 難以理解 | 更清晰 |
| 短路求值 | 需要手動實現 | 自動支持 |
| 嵌套組合 | 復雜模板嵌套 | 線性參數列表 |
四、在Quill中的典型應用
1. 多類型條件判斷
if constexpr (std::disjunction_v<std::is_arithmetic<Arg>,std::is_enum<Arg>,std::is_same<Arg, void const*>>)
{// 處理基礎類型
}
2. 復合類型檢查
else if constexpr (std::conjunction_v<std::is_array<Arg>,std::is_same<remove_cvref_t<remove_extent_t<Arg>>, char>>)
{// 處理字符數組
}
五、技術細節深入
1. 短路求值示例
using T = std::disjunction<std::is_pointer<int*>, // truesome_invalid_expression<void> // 不會被實例化
>;
static_assert(T::value); // 安全通過
2. 類型繼承特性
using Result = std::disjunction<std::is_floating_point<float>, // 繼承std::true_typestd::is_pointer<int> // 被短路跳過
>;
static_assert(std::is_same_v<Result, std::true_type>);
六、最佳實踐
-
優先使用
_v后綴：// 好 if constexpr (std::disjunction_v<T1, T2>)// 不如前者簡潔 if constexpr (std::disjunction<T1, T2>::value) -
組合復雜條件：
template<typename T> using is_loggable = std::disjunction<std::is_arithmetic<T>,std::conjunction<std::is_class<T>,has_log_method<T>> >; -
錯誤消息改進：
static_assert(std::disjunction_v<is_std_string<T>, is_string_view<T>>,"T must be either std::string or std::string_view");
七、性能考量
- 零運行時開銷：全部在編譯期解析
- 編譯速度：比手動嵌套模板更快（得益于短路求值）
- 代碼生成：與手寫條件等效的機器碼
八、與其他特性的結合
1. 與if constexpr組合
template<typename T>
void process(T val) {if constexpr (std::disjunction_v<is_arithmetic<T>, is_enum<T>>) {// 處理數值類型} else if constexpr (is_string_like<T>) {// 處理字符串}
}
2. 與概念(Concepts)對比（C++20）
// C++17方式
template<typename T, typename = std::enable_if_t<std::disjunction_v<is_arithmetic<T>, is_enum<T>>>>
void foo(T);// C++20方式
template<typename T>
requires std::disjunction_v<is_arithmetic<T>, is_enum<T>>
void foo(T);
九、歷史演變
| C++版本 | 類型特征發展 |
|---|---|
| C++11 | 引入基本的類型特征（type traits） |
| C++14 | 添加_t后綴別名模板（如remove_const_t） |
| C++17 | 引入disjunction/conjunction和_v后綴 |
| C++20 | 概念(Concepts)提供更直觀的約束表達 |
這些工具共同構成了現代C++強大的類型系統基礎設施，使模板元編程更加直觀和高效。在Quill這樣的高性能庫中，它們被廣泛用于編譯期類型分發和優化決策。
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