使用 static_assert 检查传递给宏的类型

Question

不幸的是，我的库的原始版本遗留了几个宏，这些宏使用了一些非常疯狂的 C。特别是，我有一系列宏，它们期望将某些类型传递给它们。 是否可以按照以下方式做一些事情：

static_assert(decltype(retval) == bool);

怎么做？有什么聪明的替代品吗？

是的，我知道宏很糟糕。我知道 C++ 不是 C 等等。

更新0

这里有一些related code 和source file。欢迎提出建议。原来的问题保持不变。

Answer 1

免责声明：这是一个糟糕的答案，肯定有更好的解决方案。只是一个例子:)

肯定已经实现了，但是自己实现却微不足道；

template <class T1, class T2> struct CheckSameType; //no definition
template <class T> struct CheckSameType<T,T>{}; //

template <class T1, class T2>
AssertHasType(T2)
{
   CheckSameType<T1, T2> tmp; //will result in error if T1 is not T2
}

这样使用：

AssertHasType<bool>(retval);

替代方案（由 GMan 建议）：

template <class T1, class T2> struct SameType
{
    enum{value = false};
}
template <class T> struct SameType<T,T>
{
    enum{value = true};
}; 

像这样使用

static_assert(SameType<decltype(retval), bool>::value);

Answer 2

大多数宏可以替换为inline 函数和/或模板。例如，过于聪明的参数大小检查 Posix isnan 宏是 C++0x 中的模板。哦，不好的例子，但你明白了。

该规则的主要例外是本质上实现更高级别语言功能的宏。例如，更智能的异常处理、协方差或一组参数化声明。

在某些情况下，不能合理地表示为inline 函数或模板的宏可以替换为更智能的预处理，即代码生成。然后你有一个脚本可以生成必要的代码。例如，可以使用宏和模板在纯 C++ 中创建选项类，但它很麻烦，并且作为一种更易于理解且可能更易于维护的替代方案，可以使用生成必需类的脚本，但代价是额外的构建步骤并处理多种语言。

干杯，

Answer 3

看来您需要decltype，因为您有一个表达式，但想要验证一个类型。现在已经有足够的方法来做到这一点（C++03）。例如，检查一个布尔值

inline void mustBeBool(bool) { }
template<typename T> inline void mustBeBool(T t) { & (&t); } // Takes address of rvalue (&t)

// Use:
#define DifficultMacro(B) do { mustBeBool(B); foo(B); } while (false)

Answer 4

我发现这是最干净的，使用@UncleBens 建议：

#include <type_traits>

static_assert(std::is_same<decltype(retval), bool>::value, "retval must be bool");

Answer 5

如果您确实关心const 和volatile 限定符，并希望确保类型的const 和volatile 部分也与您要比较的类型完全匹配，请执行like @Matt Joiner says:

#include <type_traits>

static_assert(std::is_same<decltype(my_variable), uint64_t>::value, 
              "type must be `uint64_t`"); 

但是，我不关心const，并且只想确保类型是特定类型而不考虑const，请改为执行以下操作。注意这里需要std::remove_const<>::type：

static_assert(std::is_same<std::remove_const<decltype(my_variable)>::type, uint64_t>::value, 
              "type must be `uint64_t` OR `const uint64_t`");   

volatile 也是如此。如果您也不关心类型的volatile 部分，可以使用std::remove_volatile<>::type 忽略它：

static_assert(std::is_same<std::remove_volatile<decltype(my_variable)>::type, uint64_t>::value, 
              "type must be `uint64_t` OR `volatile uint64_t`");

如果您不关心 const 或 volatile，您可以使用 std::remove_cv<>::type 删除它们：

static_assert(std::is_same<std::remove_cv<decltype(my_variable)>::type, uint64_t>::value, 
              "type must be `uint64_t` OR `const uint64_t` OR `volatile uint64_t` OR `volatile const uint64_t`");

另请注意，从 C++17 开始，您可以这样做：

1. std::remove_cv_t<decltype(my_variable)> 代替 std::remove_cv<decltype(my_variable)>::type，并且：
2. std::is_same_v<some_type, another_type> 代替 std::is_same<some_type, another_type>::value。

参考资料：

1. Use static_assert to check types passed to macro
2. https://en.cppreference.com/w/cpp/types/is_same
3. https://en.cppreference.com/w/cpp/language/decltype
4. https://en.cppreference.com/w/cpp/header/type_traits
5. https://en.cppreference.com/w/cpp/types/remove_cv - std::remove_cv<>, std::remove_const<>, std::remove_volatile<>

相关：

1. [我使用上述static_assert技巧的另一个答案]How to make span of spans
2. Static assert in C[我自己的回答]
3. How to use static assert in C to check the types of parameters passed to a macro [我自己的问题]
4. Typechecking macro arguments in C
5. *****C++ Limit template type to numbers