C++中的std::is_trivially_destructible和示例

在C++11引入了一个新的type trait，那就是 std::is_trivially_destructible。这个type trait可以用来测试一个Type是否可以通过简单的析构函数来销毁。一个Type被称为trivially destructible，当且仅当它是一个trivial type或者是一个有non-virtual trivial destructor的class type。在这篇文章中，我们将会探讨一下这个type trait并提供一些示例来帮助理解。

理解std::is_trivially_destructible

在C++中，一个Type被称为trivial，当且仅当它是一个trivially copyable和trivially default-constructible。一个Type被称为trivially copyable，当且仅当它可以通过简单的memcpy操作进行复制。一个Type被称为trivially default-constructible，当且仅当它可以通过一个空的constructor进行构造。

注意: 拷贝、移动、析构和默认构造函数的析构可能被任意调用器禁用(=delete)，以至于trivial的标准需要更加精细和谨慎。

在确定一个Type是否是trivially destructible时，我们需要了解析构函数在C++11中的定义。一个Type的析构函数是trivial的，当且仅当这个析构函数是非虚的，同时那个析构函数是trivial的(例如，非递归析构函数，且不会自动产生任何代码)。我们可以用std::is_trivially_destructible来检查一个Type是否满足这些条件。

#include <iostream>
#include <type_traits>

class Foo {
    public:
        Foo() = default;
        ~Foo() = default;
};

int main() {
    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "Is Foo trivially destructible? "
              << std::is_trivially_destructible<Foo>::value << '\n';
    return 0;
}

输出：

Is Foo trivially destructible? true

在这个例子中，我们定义了一个名为Foo的class，并检查了它是否是trivially destructible。由于我们的class是没有override默认析构函数的(它有一个空的析构函数)，因此这个示例将打印 “true”。

我们还可以测试一些其他类型是否是trivially destructible。例如：

#include <iostream>
#include <type_traits>

struct S {
    int i;
};

int main() {
    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "Is int trivially destructible? "
              << std::is_trivially_destructible<int>::value << '\n';
    std::cout << "Is float trivially destructible? "
              << std::is_trivially_destructible<float>::value << '\n';
    std::cout << "Is S trivially destructible? "
              << std::is_trivially_destructible<S>::value << '\n';
    return 0;
}

输出：

Is int trivially destructible? true
Is float trivially destructible? true
Is S trivially destructible? true

在这个例子中，我们测试了三个不同的Type: int, float和一个简单的struct(S)。由于所有这些Type都是trivially destructible的，因此输出都将为 “true”。

示例

有时候在实际代码中，我们也会用到 std::is_trivially_destructible。下面是一个使用 std::is_trivially_destructible来决定如何销毁指针的示例：

#include <iostream>
#include <type_traits>

template <typename T>
void delete_ptr(T* ptr) {
    if (std::is_trivially_destructible<T>::value) {
        std::free(ptr);
    } else {
        delete ptr;
    }
}

class Foo {
    public:
        Foo() = default;
        ~Foo() {std::cout << "Foo destroyed.\        ";
};

class Bar {
    public:
        Bar() = default;
        virtual ~Bar() {std::cout << "Bar destroyed.\n";}
};

int main() {
    Foo* foo_ptr = (Foo*)std::malloc(sizeof(Foo));
    new (foo_ptr) Foo;

    Bar* bar_ptr = new Bar();

    delete_ptr(foo_ptr); // Output: Foo destroyed.
    delete_ptr(bar_ptr); // Output: Bar destroyed.
    return 0;
}

在这个示例中，我们定义了一个 delete_ptr 模板函数，它可以删除任何指针，并根据 std::is_trivially_destructible 的返回值来决定使用 std::free 还是 delete 来销毁对象。我们同时定义了两个class：Foo和Bar，它们分别有非虚的析构函数和有虚的析构函数。我们使用 malloc 和 new 来分别动态分配内存，而 std::is_trivially_destructible 确定了是否可以使用 std::free 来释放指针所指向的内存，而不需要调用析构函数。

结论

在C++中，std::is_trivially_destructible是一个常用的type trait，它可以用来测试一个Type是否可以被简单地销毁。我们可以使用它来决定是否需要显式调用析构函数来销毁对象，或者使用类似 std::free 的函数来释放内存。简而言之， std::is_trivially_destructible 可以帮助我们编写更快、更高效的代码。