有没有办法在 C++ 中（在编译时）强制派生类定义嵌套类型？答案

【问题标题】：Is there any way to enforce in C++ (at compile-time) that a derived class defines a nested type?有没有办法在 C++ 中（在编译时）强制派生类定义嵌套类型？
【发布时间】：2014-07-02 17:46:27
【问题描述】：

例如，我有一个基类Event，我想确保从Event 派生的每个类都定义了一个enum class Type 成员，因此T::Type 是任何类T 的有效类型源自Event。

【问题讨论】：

没有相当简单的方法。您在这里要解决的真正问题是什么？
您希望这个嵌套类型成为enum class 的事实表明您希望不同的派生类包含不同的值——但肯定没有办法保证这一点静态的。例如。在class A : public Event { enum class Type { X }; }; class B : public Event { enum class Type { X }; };、A::Type::X和B::Type::X之后的类型不同但值相同（转换为int后）。
你是对的。我想这对我来说又回到了绘图板上。我的最终目标是确保对于每种事件，仅使用某种类型（源自Event）。（即鼠标按钮按下事件使用MouseEvent，而不是KeyboardEvent）
模板可以用吗？
您必须决定是关闭您的活动集还是打开以进行扩展。如果关闭，这很容易——只需将enum class Type { Keyboard, Mouse }; 放在基类Event 内即可。如果打开，我会看到 2 个选择：要么要求每个事件类型为自己提供一个您可以确定是唯一的 ID，无论以后添加多少其他事件类型（例如字符串或 GUID），或者每个事件类型向某个全局注册表“注册”自身并从中接收其 ID（这可以通过例如给每个派生类一个 static 其 ctor 注册它的成员来完成）。

标签： c++ inheritance compile-time static-assert

【解决方案1】：

即使阅读了您的评论，我仍然不明白您在这里的真正目标。但是要回答您提出的具体问题：

你所要做的就是使用派生类中的类型，如果它不存在，你会得到一个编译错误。这是最简单的方法。

另一个稍微不同的直接方法是使用在事件类上模板化的策略类：

template <typename T>
struct EventType;

template <>
struct EventType<A>
{
    typedef int Type;
};

【讨论】：

【解决方案2】：

因为只有模板才能以任何方式识别这样的事情，所以没有办法强制执行这样的限制。

不过，您的模板仍然可以使用 sfinae 来强制执行它们的约束，例如具有名为 alpha 的类型成员并且派生自 beta。

不过，在你走这条路之前，请确保付出的努力是值得的。

【讨论】：

【解决方案3】：

我不知道使用enum 的便捷方法，但实现目标的更简单方法可能是使用纯虚拟基类。

class Event 
{
    virtual int getType() = 0;  // pure virtual function
};

class Circus : public Event
{
    // Circus does not implement getType
};

int main()
{
    Circus c;   // compile-time error
}

【讨论】：

强制子类在哪里定义成员类型？
@Deduplicator：编译器无法实例化抽象类，因此任何未能实现getType()成员函数的派生类都会导致编译时错误。函数实际做什么仍然是程序员的责任，但这有助于确保它不会被忽视。