C++中的is_empty模板介绍

在 C++ 的标准库中，存在一个模板类 is_empty，它能够判断某个类是否为空类（即只有被编译器默认生成的构造函数和析构函数，没有其他成员函数或成员变量）。本文将介绍 is_empty 的用法和注意事项。

is_empty的用法

在头文件 <type_traits> 中，可以找到 is_empty 的定义。它的用法与其他 type_traits 模板类类似，例如判断某个类型 T 是否具有默认构造函数或指针类型：

#include <type_traits>

using namespace std;

static_assert(is_default_constructible<int>::value, "int is default constructible");
static_assert(is_pointer<int*>::value, "int* is a pointer type");

is_empty 的用法也相当简单，直接使用 is_empty<T>::value 即可判断 T 是否为空类。例如：

#include <type_traits>

using namespace std;

class C1 {};
class C2 { int x; };
class C3 { virtual void f() { } };

static_assert(is_empty<C1>::value, "C1 is empty");
static_assert(!is_empty<C2>::value, "C2 is not empty");
static_assert(!is_empty<C3>::value, "C3 is not empty");

上述代码将编译通过，因为 C1 是空类，而 C2 和 C3 都具有成员（变量或函数）。

注意事项

在使用 is_empty 进行判断时，有一些需要注意的事项。

首先，因为 is_empty 是通过检查目标类型是否存在非静态成员变量、非静态成员函数和虚函数来判断其是否为空类的，所以仅当目标类型是一个类（而不是结构体、联合体、枚举等其他类型）时才有意义。

其次，如果目标类型有虚基类，则 is_empty 将无法判断出它是否为空类：

#include <type_traits>

using namespace std;

class C1 { };
class C2 : virtual public C1 { };
class C3 : public C2 { };

static_assert(is_empty<C1>::value, "C1 is empty");
static_assert(!is_empty<C2>::value, "C2 is not empty");
static_assert(!is_empty<C3>::value, "C3 is not empty");

在上述代码中，C1 是空类，但 C2 和 C3 均包含了虚基类，因此无法通过 is_empty 判断它们是否为空类。

最后，需要注意的是，如果一个类定义了虚析构函数，即使它没有其他非静态成员，也将不会被 is_empty 判断为一个空类：

#include <type_traits>

using namespace std;

class C1 { public: virtual ~C1() { } };
class C2 { public: virtual ~C2() = default; };

static_assert(!is_empty<C1>::value, "C1 is not empty");
static_assert(!is_empty<C2>::value, "C2 is not empty");

在上述代码中，C1 和 C2 都没有其他非静态成员，但它们都定义了虚析构函数，因此不会被 is_empty 判断为一个空类。

总结

本文介绍了 C++ 标准库中 is_empty 模板类的用法和注意事项。使用 is_empty 可以方便地判断一个类是否为空类，但需要注意目标类型是类、是否有虚基类和是否定义了虚析构函数等限制条件。