C++模板元编程如何实现编译期检查

C++ 模板元编程（Template Metaprogramming, TMP）是一种在编译期间执行计算和逻辑操作的技术。为了实现编译期检查，你可以使用 C++ 的静态断言（Static Assertions）和类型特性（Type Traits）工具。

1. 静态断言（Static Assertions）

static_assert 是 C++11 引入的一个关键字，用于在编译期间进行断言检查。如果条件为真，则代码正常编译；如果条件为假，则编译会立即失败，并显示错误信息。

例如：

template <int N>
struct MyStruct {
    static_assert(N > 0, "N must be greater than 0");
};

MyStruct<5> obj; // 正常编译
MyStruct<-3> obj2; // 编译失败，显示错误信息 "N must be greater than 0"

2. 类型特性（Type Traits）

type_traits 是 C++ 标准库中的一个模板元编程工具，它提供了一组编译期的类型检查和操作。type_traits 可以帮助你根据类型的属性执行不同的操作。

例如，你可以使用 std::enable_if 来根据类型的特性启用或禁用模板特化：

#include <type_traits>

template <typename T, typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value, int>::type = 0>
void foo(T t) {
    // 这个函数只接受整数类型的参数
}

foo(42); // 正常编译
foo(3.14); // 编译失败，因为 3.14 不是整数类型

在这个例子中，std::enable_if 根据 std::is_integral<T>::value 的值来决定是否启用 foo 函数的特化。如果 T 是整数类型，std::enable_if 的第二个模板参数为 0，表示启用特化；否则，编译器将不生成 foo 函数的特化，导致编译失败。

通过结合使用静态断言和类型特性，你可以在 C++ 模板元编程中实现编译期检查，从而提高代码的安全性和性能。