当模板类不包含可用的成员函数时，如何在编译时验证模板参数？

Question

我有以下模板struct：

template<int Degree>
struct CPowerOfTen {
enum { Value = 10 * CPowerOfTen<Degree - 1>::Value };
};

template<>
struct CPowerOfTen<0> {
    enum { Value = 1 };
};

要这样使用：

const int NumberOfDecimalDigits = 5;
const int MaxRepresentableValue = CPowerOfTen<NumberOfDecimalDigits>::Value - 1;
// now can use both constants safely - they're surely in sync

现在模板要求Degree 为非负数。我想为此强制执行编译时断言。

我该怎么做？我试图给CPowerOfTen添加一个析构函数：

~CPowerOfTen() {
    compileTimeAssert( Degree >= 0 );
 }

但由于它不是直接调用的，Visual C++ 9 决定不实例化它，因此根本不评估编译时断言语句。

如何在编译时检查 Degree 是否为非负数？

Answer 1

template<bool> struct StaticCheck;
template<> struct StaticCheck<true> {};

template<int Degree> 
struct CPowerOfTen : StaticCheck<(Degree > 0)> { 
    enum { Value = 10 * CPowerOfTen<Degree - 1>::Value }; 
}; 

template<> 
struct CPowerOfTen<0> { 
    enum { Value = 1 }; 
}; 

编辑：没有无限递归。

// Help struct
template<bool, int> struct CPowerOfTenHelp;

// positive case    
template<int Degree> 
struct CPowerOfTenHelp<true, Degree> { 
    enum { Value = 10 * CPowerOfTenHelp<true, Degree - 1>::Value }; 
}; 

template<> 
struct CPowerOfTenHelp<true, 0> { 
    enum { Value = 1 }; 
}; 

// negative case
template<int Degree> 
struct CPowerOfTenHelp<false, Degree> {}

// Main struct
template<int Degree> 
struct CPowerOfTen : CPowerOfTenHelp<(Degree >= 0), Degree> {};

Answer 2

您可以使用 uint。您不会收到编译时错误，但至少它会是自记录的。

Answer 3

您可以使用BOOST_STATIC_ASSERT 宏。或者实现你自己的，强制失败的最简单方法是执行一个包含 N 个元素的数组的 typedef，其中 N 是正数/负数，具体取决于参数。

这种方法的问题在于它会产生失败，但仍会尝试执行递归。看看boost::enable_if_c，如果参数为负，则使用 SFINAE 无法实例化模板。

Answer 4

您可以将实现转发给一个类，该类也接受一个布尔参数，指示是否可以计算结果。

#include <limits>
template <int Degree, bool InRange>
struct PowerOfTenImpl
{
    enum {Value = 10 * PowerOfTenImpl<Degree - 1, InRange>::Value};
};

template <>
struct PowerOfTenImpl<0, true>
{
    enum {Value = 1};
};

template <int Degree>
struct PowerOfTenImpl<Degree, false>
{
};

template<int Degree>
struct CPowerOfTen {
    enum { Value = PowerOfTenImpl<Degree, Degree >= 0 && 
      Degree <= std::numeric_limits<int>::digits10>::Value };
};

int main()
{
    const int a = CPowerOfTen<4>::Value;
    const int b = CPowerOfTen<1000>::Value;
    const int c = CPowerOfTen<-4>::Value;
}

Answer 5

实现一个STATIC_CHECK 宏怎么样？

template<bool> struct CompileTimeError;
template<> struct CompileTimeError<true> {}; //specialized only for true

#define STATIC_CHECK(expr)  (CompileTimeError<(expr) != 0>())

内部main()

 const int NumberOfDecimalDigits = -1;
 STATIC_CHECK(NumberOfDecimalDigits > 0); // Error : invalid use of incomplete type struct CompileTimeError<false>

 const int MaxRepresentableValue = CPowerOfTen<NumberOfDecimalDigits>::Value - 1;