C++のstd::is_trivial関数とは？使い方とサンプルコードを解説

本記事では、C++のSTLに含まれるstd::is_trivialテンプレートについて、その仕組み・構文・実際のコード例をわかりやすく解説します。

is_trivialは、<type_traits>ヘッダーファイルで定義されているテンプレートの一つで、指定した型Tが「トリビアル（自明）なクラス」であるかどうかを判定するために使用されます。

C++におけるトリビアル型（trivial type）とは？

トリビアル型とは、データが連続したメモリ領域に格納され、静的なデフォルト初期化のみを受け入れる型のことを指します。トリビアル型には、任意の型の配列、クラス、スカラー型などが含まれます。

トリビアルクラスとは、トリビアルにデフォルト構築可能であり、かつトリビアルにコピー可能であるクラスです。クラスをトリビアルにするためには、以下の条件を満たす必要があります。

• 仮想メンバ関数や仮想基底クラスを持っていないこと
• 非静的なメンバ変数の初期化処理などが存在しないこと
• 非静的メンバを持つ基底クラスを継承していないこと

構文

template <class T> is_trivial;

パラメータ

このテンプレートは、型Tをパラメータとして受け取り、その型がトリビアルなクラス型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。指定された型がトリビアルなクラス型であれば true を、そうでなければ false を返します。

使用例

入力：
class A {};
class B { B() {} };
class D { virtual void fn() {} };

cout<<"A: "<<is_trivial<A>;
cout<<"B: "<<is_trivial<B>;
cout<<"D: "<<is_trivial<D>;

出力：
A: True
B: False
D: False

この例では、クラスAは空のクラスなのでトリビアルと判定されます。一方、クラスBはユーザー定義のコンストラクタを持ち、クラスDは仮想関数を持つため、いずれもトリビアルではないと判定されます。

実際のコード例

#include <iostream>
#include <type_traits>
using namespace std;

class TP_1 {
};

class TP_2 {
    TP_2(){
    }
};

class TP_3 : TP_2 {
};

class TP_4 {
    virtual void dummy() {
    }
};

int main() {
    std::cout << std::boolalpha; // 結果をtrue/falseで表示
    std::cout << "TP_1: " << std::is_trivial<TP_1>::value << endl;
    std::cout << "TP_2: " << std::is_trivial<TP_2>::value << endl;
    std::cout << "TP_3: " << std::is_trivial<TP_3>::value << endl;
    std::cout << "TP_4: " << std::is_trivial<TP_4>::value << endl;
    return 0;
}

実行結果

上記のコードを実行すると、以下のような出力が得られます。

TP_1: true
TP_2: false
TP_3: false
TP_4: false

各クラスの判定結果のポイント

• TP_1： メンバやコンストラクタを持たない空のクラスのため、トリビアル（true）と判定されます。
• TP_2： ユーザー定義のコンストラクタを持つため、トリビアルではありません（false）。
• TP_3： トリビアルではないTP_2を継承しているため、トリビアルではありません（false）。
• TP_4： 仮想関数を持つため、トリビアルではありません（false）。

このようにstd::is_trivialを使うことで、型が単純なメモリコピーで扱えるかどうかをコンパイル時に判定でき、memcpyなどの最適化やテンプレートメタプログラミングにおいて非常に役立ちます。