C++のis_polymorphicテンプレートの使い方を徹底解説

本記事では、C++標準ライブラリ（STL）に含まれる std::is_polymorphic テンプレートの仕組み、構文、そして具体的な使用例について詳しく解説します。

is_polymorphic は、C++の <type_traits> ヘッダーファイルで定義されているテンプレートです。指定したクラスが「多態クラス（ポリモーフィッククラス）」であるかどうかをコンパイル時に判定し、その結果を true または false として返します。

多態クラスとは？

多態クラスとは、仮想関数（virtual関数）を持つクラスのことです。具体的には、以下のいずれかに該当するクラスが該当します。

• 自身で仮想関数を宣言しているクラス
• 基底クラスから仮想関数を継承している派生クラス

仮想関数が1つでも存在すれば、そのクラスは多態クラスとみなされます。

構文

template <class T> is_polymorphic;

パラメータ

このテンプレートは、判定対象となる型 T を1つだけ受け取ります。そして、その型が多態クラスであるかどうかをチェックします。

戻り値

ブール値（bool）を返します。

• 指定された型が多態クラスの場合 → true
• 指定された型が多態クラスでない場合 → false

使用例（入出力イメージ）

入力：class B { virtual void fn(){} };
　　class C : B {};
　　is_polymorphic<B>::value;
出力：True

入力：class A {};
　　is_polymorphic<A>::value;
出力：False

仮想関数を持つクラスBに対しては true が返され、何も持たない空のクラスAに対しては false が返されることがわかります。

サンプルコード1：仮想関数を持つクラスの判定

#include <iostream>
#include <type_traits>
using namespace std;
struct TP {
    virtual void display();
};
struct TP_2 : TP {
};
class TP_3 {
    virtual void display() = 0;
};
struct TP_4 : TP_3 {
};
int main() {
    cout << boolalpha;
    cout << "Checking for is_polymorphic: ";
    cout << "\n structure TP with one virtual function : "<<is_polymorphic<TP>::value;
    cout << "\n structure TP_2 inherited from TP: "<<is_polymorphic<TP_2>::value;
    cout << "\n class TP_3 with one virtual function: "<<is_polymorphic<TP_3>::value;
    cout << "\n class TP_4 inherited from TP_3: "<< is_polymorphic<TP_4>::value;
    return 0;
}

実行結果

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

Checking for is_polymorphic:
structure TP with one virtual function : true
structure TP_2 inherited from TP: true
class TP_3 with one virtual function: true
class TP_4 inherited from TP_3: true

この例では、仮想関数を直接宣言している TP や純粋仮想関数を持つ抽象クラス TP_3 だけでなく、それらを継承した TP_2 や TP_4 もすべて true と判定されています。これは、仮想関数を継承した時点で多態クラスになるためです。

サンプルコード2：非多態クラスとの比較

#include <iostream>
#include <type_traits>
using namespace std;
struct TP {
    int var;
};
struct TP_2 {
    virtual void display();
};
class TP_3: TP_2 {
};
int main() {
    cout << boolalpha;
    cout << "Checking for is_polymorphic: ";
    cout << "\n structure TP with one variable : "<<is_polymorphic<TP>::value;
    cout << "\n structure TP_2 with one virtual function : "<<is_polymorphic<TP_2>::value;
    cout << "\n class TP_3 inherited from structure TP_2: "<<is_polymorphic<TP_3>::value;
    return 0;
}

実行結果

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

Checking for is_polymorphic:
structure TP with one variable : false
structure TP_2 with one virtual function : true
class TP_3 inherited from structure TP_2 : true

この例では、通常のメンバ変数のみを持つ TP は false と判定され、仮想関数を持つ TP_2 およびそれを継承する TP_3 は true と判定されています。

まとめ

std::is_polymorphic は、型が多態クラス（仮想関数を持つクラス）であるかをコンパイル時に判定できる便利なタイプトレイトです。テンプレートメタプログラミングや、条件に応じた処理の分岐などに活用できます。判定結果は ::value メンバを通じて true / false として取得できる点を覚えておきましょう。