在编译时检测 typedef（模板元编程）

Question

我目前正在做一些模板元编程。就我而言，我可以处理任何“可迭代”类型，即typedef foo const_iterator 以相同方式存在的任何类型。我试图为此使用新的 C++11 模板元编程，但是我找不到检测某个类型是否丢失的方法。

因为我还需要根据其他特性打开/关闭其他模板特化，所以我目前使用的模板有两个参数，第二个是通过std::enable_if 生成的。这是我目前正在做的事情：

template <typename T, typename Enable = void>
struct Foo{}; // default case is invalid

template <typename T>
struct Foo< T, typename std::enable_if<std::is_fundamental<T>::value>::type>{ 
   void do_stuff(){ ... }
};

template<typename T>
struct exists{
   static const bool value = true;
};

template<typename T>
struct Foo<T, typename std::enable_if<exists< typename T::const_iterator >::value >::type> {
    void do_stuff(){ ... }
};

如果没有 exists 帮助器模板，我无法做这样的事情。例如简单地做

template<typename T>
struct Foo<T, typename T::const_iterator> {
    void do_stuff(){ ... }
};

不起作用，因为在应该使用这种特殊化的情况下，无效的默认情况被实例化了。

但是，我在新的 C++11 标准中的任何地方都找不到这个 exists，据我所知，它只是从 boost::type_traits 获取这类东西。然而，在homepage 上，boost::type_traits 并没有显示任何可以替代使用的引用。

是否缺少此功能，或者我是否忽略了其他一些明显的方法来实现所需的行为？

Answer 1

如果您只是想要给定类型是否包含const_iterator，那么以下是您的代码的简化版本：

template<typename T>
struct void_ { typedef void type; };

template<typename T, typename = void>
struct Foo {};

template<typename T>
struct Foo <T, typename void_<typename T::const_iterator>::type> {
      void do_stuff(){ ... }
};

请参阅 this answer 了解有关此技术如何工作的一些说明。

Answer 2

您可以创建一个特征has_const_iterator，它提供一个布尔值并在特化中使用它。

这样的事情可能会做到：

template <typename T>
struct has_const_iterator {
private:
    template <typename T1>
    static typename T1::const_iterator test(int);
    template <typename>
    static void test(...);
public:
    enum { value = !std::is_void<decltype(test<T>(0))>::value };
};

然后你可以像这样专门化：

template <typename T,
          bool IsFundamental = std::is_fundamental<T>::value,
          bool HasConstIterator = has_const_iterator<T>::value>
struct Foo; // default case is invalid, so no definition!

template <typename T>
struct Foo< T, true, false>{ 
   void do_stuff(){// bla }
};

template<typename T>
struct Foo<T, false, true> {
    void do_stuff(){//bla}
};

Answer 3

这是成员类型特征检查的另一个版本：

template<typename T>
struct has_const_iterator
{
private:
    typedef char                      yes;
    typedef struct { char array[2]; } no;

    template<typename C> static yes test(typename C::const_iterator*);
    template<typename C> static no  test(...);
public:
    static const bool value = sizeof(test<T>(0)) == sizeof(yes);
};

Answer 4

有几种方法可以做到这一点。在 C++03 中，您可以使用 boost 和 enable_if 来定义特征（docs、source）：

BOOST_MPL_HAS_XXX_TRAIT_DEF(const_iterator);

template <typename T, typename Enable = void>
struct Foo;

template <typename T>
struct Foo< T, typename boost::enable_if<boost::is_fundamental<T> >::type>{ 
   void do_stuff(){ ... }
};

template<typename T>
struct Foo<T, typename boost::enable_if<has_const_iterator<T> >::type> {
    void do_stuff(){ ... }
};

在 C++11 中，您可以像这样使用Tick：

TICK_TRAIT(has_const_iterator)
{
    template<class T>
    auto require(const T&) -> valid<
        has_type<typename T::const_iterator>
    >;
};

template <typename T, typename Enable = void>
struct Foo;

template <typename T>
struct Foo< T, TICK_CLASS_REQUIRES(std::is_fundamental<T>::value)>{ 
   void do_stuff(){ ... }
};

template<typename T>
struct Foo<T, TICK_CLASS_REQUIRES(has_const_iterator<T>())> {
    void do_stuff(){ ... }
};

还可以使用Tick 进一步增强特征以实际检测const_iterator 实际上也是一个迭代器。假设我们定义了一个简单的is_iterator 特征，如下所示：

TICK_TRAIT(is_iterator,
    std::is_copy_constructible<_>)
{
    template<class I>
    auto require(I&& i) -> valid<
        decltype(*i),
        decltype(++i)
    >;
};

然后我们可以定义has_const_iterator trait 来检查const_iterator 类型是否匹配is_iterator trait，如下所示：

TICK_TRAIT(has_const_iterator)
{
    template<class T>
    auto require(const T&) -> valid<
        has_type<typename T::const_iterator, is_iterator<_>>
    >;
};