在编译时检测 C++ 中的函数

Question

有没有一种方法，可能是使用模板、宏或两者的组合，我可以将函数一般地应用于不同类的对象，但如果它们没有特定的函数，它们会以不同的方式响应？

我特别想应用一个函数，如果对象具有该函数，它将输出对象的大小（即集合中的对象数量），但如果对象具有该函数，则会输出一个简单的替换（例如“N/A”），如果对象没有。即

NO_OF_ELEMENTS( mySTLMap ) -----> [ calls mySTLMap.size() to give ] ------>  10
NO_OF_ELEMENTS( myNoSizeObj ) --> [ applies compile time logic to give ] -> "N/A"

我希望这可能类似于静态断言，尽管我显然希望编译不同的代码路径而不是在构建阶段失败。

Answer 1

据我了解，您希望进行通用测试以查看类是否具有某个成员函数。这可以在 C++ 中使用SFINAE 来完成。在 C++11 中它非常简单，因为您可以使用 decltype:

template <typename T>
struct has_size {
private:
    template <typename U>
    static decltype(std::declval<U>().size(), void(), std::true_type()) test(int);
    template <typename>
    static std::false_type test(...);
public:
    typedef decltype(test<T>(0)) type;
    enum { value = type::value };
};

如果你使用C++03，由于缺少decltype，会有点困难，所以你必须滥用sizeof：

template <typename T>
struct has_size {
private:
    struct yes { int x; };
    struct no {yes x[4]; };
    template <typename U>
    static typename boost::enable_if_c<sizeof(static_cast<U*>(0)->size(), void(), int()) == sizeof(int), yes>::type test(int);
    template <typename>
    static no test(...);
public:
    enum { value = sizeof(test<T>(0)) == sizeof(yes) };
};

当然这使用了Boost.Enable_If，这可能是一个不需要的（和不必要的）依赖。但是自己写enable_if 非常简单：

template<bool Cond, typename T> enable_if;
template<typename T> enable_if<true, T> { typedef T type; };

在这两种情况下，方法签名 test<U>(int) 仅在 U 具有 size 方法时可见，否则评估 decltype 或 sizeof（取决于您使用的版本）将失败，然后将删除该方法（由于SFINAE。冗长的表达式std::declval<U>().size(), void(), std::true_type()是对C++逗号运算符的滥用，它将返回逗号分隔列表中的最后一个表达式，因此确保类型为对于 C++11 变体，称为 std::true_type（对于 C++03 变体，sizeof 评估 int）。中间的 void() 只是为了确保没有奇怪的重载干扰评估的逗号运算符。

当然，如果T 有一个size 方法可以在没有参数的情况下调用，那么这将返回true，但不保证返回值。我假设您可能只想检测那些不返回 void 的方法。这可以通过对test(int) 方法的轻微修改轻松完成：

// C++11
template <typename U>
static typename std::enable_if<!is_void<decltype(std::declval<U>().size())>::value, std::true_type>::type test(int);
//C++03
template <typename U>
static typename std::enable_if<boost::enable_if_c<sizeof(static_cast<U*>(0)->size()) != sizeof(void()), yes>::type test(int);

Answer 2

前段时间讨论过constexpr的能力。我想是时候使用它了:)

使用constexpr 和decltype 很容易设计一个特征：

template <typename T>
constexpr decltype(std::declval<T>().size(), true) has_size(int) { return true; }

template <typename T>
constexpr bool has_size(...) { return false; }

事实上如此简单，以至于特征失去了大部分价值：

#include <iostream>
#include <vector>

template <typename T>
auto print_size(T const& t) -> decltype(t.size(), void()) {
  std::cout << t.size() << "\n";
}

void print_size(...) { std::cout << "N/A\n"; }

int main() {
  print_size(std::vector<int>{1, 2, 3});
  print_size(1);
}

In action:

3
N/A

Answer 3

这可以使用称为SFINAE 的技术来完成。在您的特定情况下，您可以使用Boost.Concept Check 来实现它。您必须编写自己的概念来检查size-方法。或者，您可以使用现有的概念，例如 Container，其中需要 size 方法。

Answer 4

你可以这样做

template< typename T>
int getSize(const T& t)
{
    return -1;
}

template< typename T>
int getSize( const std::vector<T>& t)
{
    return t.size();
}

template< typename T , typename U>
int getSize( const std::map<T,U>& t)
{
    return t.size();
}

//Implement this interface for 
//other objects
class ISupportsGetSize
{
public:
    virtual int size() const= 0;
};

int getSize( const ISupportsGetSize & t )
{
    return t.size();
}

int main()
{
    int s = getSize( 4 );
    std::vector<int> v;
    s = getSize( v );

    return 0;
}

基本上，最通用的实现总是返回 -1 或“NA”，但对于矢量和地图，它将返回大小。由于最通用的总是匹配，因此永远不会出现构建时间失败

Answer 5

给你。将std::cout替换为你喜欢的输出。

template <typename T>
class has_size
{
    template <typename C> static char test( typeof(&C::size) ) ;
    template <typename C> static long test(...);

public:
    enum { value = sizeof(test<T>(0)) == sizeof(char) };
};

template<bool T>
struct outputter
{
    template< typename C >
    static void output( const C& object )
    {
        std::cout << object.size();
    }
};

template<>
struct outputter<false>
{
    template< typename C >
    static void output( const C& )
    {
        std::cout << "N/A";
    }
};


template<typename T>
void NO_OF_ELEMENTS( const T &object )
{
    outputter< has_size<T>::value >::output( object );
}

Answer 6

你可以试试这样的：

#include <iostream>
#include <vector>



template<typename T>                                                                
struct has_size                                                                 
{                                                                                   
  typedef char one;                                                                 
  typedef struct { char a[2]; } two;                                                

  template<typename Sig>                                                            
  struct select                                                                     
  {                                                                                 
  };                                                                                

  template<typename U>                                                              
  static one check (U*, select<char (&)[((&U::size)!=0)]>* const = 0);     
  static two check (...);                                                           

  static bool const value = sizeof (one) == sizeof (check (static_cast<T*> (0)));   
};



struct A{ };
int main ( )
{
    std::cout << has_size<int>::value << "\n";
    std::cout << has_size<A>::value << "\n";
    std::cout << has_size<std::vector<int>>::value << "\n";
}

但是你必须小心，这在size 被重载时不起作用，在它是模板时也不起作用。当你可以使用 C++11 时，你可以将上面的 sizeof 技巧替换为 decltype 魔术