将 C++ 模板参数限制为子类

Question

如何强制模板参数T 成为特定类Baseclass 的子类？ 像这样的：

template <class T : Baseclass> void function(){
    T *object = new T();

}

Answer 1

使用兼容 C++11 的编译器，您可以执行以下操作：

template<class Derived> class MyClass {

    MyClass() {
        // Compile-time sanity check
        static_assert(std::is_base_of<BaseClass, Derived>::value, "Derived not derived from BaseClass");

        // Do other construction related stuff...
        ...
   }
}

我已经在 CYGWIN 环境中使用 gcc 4.8.1 编译器对此进行了测试 - 所以它也应该在 *nix 环境中工作。

Answer 2

在这种情况下，你可以这样做：

template <class T> void function(){
    Baseclass *object = new T();

}

如果 T 不是 Baseclass 的子类（或 T 是 Baseclass），则不会编译。

Answer 3

要在运行时执行较少无用的代码，您可以查看： http://www.stroustrup.com/bs_faq2.html#constraints 它提供了一些有效地执行编译时测试的类，并产生更好的错误消息。

特别是：

template<class T, class B> struct Derived_from {
        static void constraints(T* p) { B* pb = p; }
        Derived_from() { void(*p)(T*) = constraints; }
};

template<class T> void function() {
    Derived_from<T,Baseclass>();
}

Answer 4

从 C++11 开始，您不需要 Boost 或 static_assert。 C++11 引入了is_base_of 和enable_if。 C++14 引入了方便的类型enable_if_t，但如果你被 C++11 卡住了，你可以简单地使用 enable_if::type 来代替。

备选方案 1

David Rodríguez的解决方案可以改写如下：

#include <type_traits>

using namespace std;

template <typename T>
enable_if_t<is_base_of<Base, T>::value, void> function() {
   // This function will only be considered by the compiler if
   // T actualy derived from Base
}

备选方案 2

从 C++17 开始，我们有了is_base_of_v。该解决方案可以进一步重写为：

#include <type_traits>

using namespace std;

template <typename T>
enable_if_t<is_base_of_v<Base, T>, void> function() {
   // This function will only be considered by the compiler if
   // T actualy derived from Base
}

备选方案 3

您也可以只限制整个模板。您可以使用此方法来定义整个类。注意enable_if_t 的第二个参数是如何被删除的（它之前被设置为 void）。它的默认值实际上是void，不过没关系，因为我们没有使用它。

#include <type_traits>

using namespace std;

template <typename T,
          typename = enable_if_t<is_base_of_v<Base, T>>>
void function() {
   // This function will only be considered by the compiler if
   // T actualy derived from Base
}

从模板参数的documentation可以看出typename = enable_if_t...是一个空名的模板参数。我们只是使用它来确保类型的定义存在。特别是，如果Base 不是T 的基数，则不会定义enable_if_t。

上述技术在enable_if 中作为示例给出。

Answer 5

您不需要概念，但可以使用 SFINAE：

template <typename T>
boost::enable_if< boost::is_base_of<Base,T>::value >::type function() {
   // This function will only be considered by the compiler if
   // T actualy derived from Base
}

请注意，这只会在条件满足时实例化函数，但如果条件不满足，它不会提供明显的错误。

Answer 6

你可以使用Boost Concept Check的BOOST_CONCEPT_REQUIRES：

#include <boost/concept_check.hpp>
#include <boost/concept/requires.hpp>

template <class T>
BOOST_CONCEPT_REQUIRES(
    ((boost::Convertible<T, BaseClass>)),
(void)) function()
{
    //...
}

Answer 7

通过调用模板中存在于基类中的函数。

如果您尝试使用无法访问此函数的类型实例化您的模板，您将收到编译时错误。