是否有可能编写一个模板，根据某个成员函数是否定义在类上而改变行为?
下面是我想写的一个简单的例子:
template<class T>
std::string optionalToString(T* obj)
{
if (FUNCTION_EXISTS(T->toString))
return obj->toString();
else
return "toString not defined";
}
因此，如果类T定义了toString()，那么它就使用它;否则，它就不会。我不知道如何做的神奇部分是“FUNCTION_EXISTS”部分。
当前回答
这是个不错的小难题——好问题!
这里有一个替代Nicola Bonelli的解决方案，它不依赖于非标准typeof运算符。
不幸的是，它不能在GCC (MinGW) 3.4.5或Digital Mars 8.42n上工作，但它可以在所有版本的MSVC(包括VC6)和Comeau c++上工作。
较长的注释块有关于它如何工作(或应该如何工作)的详细信息。正如它所说，我不确定哪些行为符合标准-我欢迎对此发表评论。
更新- 2008年11月7日:
看起来，虽然这段代码在语法上是正确的，但MSVC和Comeau c++所显示的行为并不符合标准(感谢Leon Timmermans和litb为我指明了正确的方向)。c++ 03标准说:
14.6.2依赖名称[temp.dep] 段3 在类模板定义中 或类模板的成员，如果 类模板的基类 类型取决于模板参数 基类范围不检查 在非限定名称查找期间 在定义的时候 类的模板或成员 类模板的实例化或 成员。
因此，当MSVC或Comeau考虑T的toString()成员函数在模板实例化时在doToString()中的调用站点执行名称查找时，这看起来是不正确的(尽管它实际上是我在本例中寻找的行为)。
GCC和Digital Mars的行为看起来是正确的——在这两种情况下，非成员toString()函数都绑定到调用。
老鼠-我以为我可能找到了一个聪明的解决方案，但我发现了几个编译器错误…
#include <iostream>
#include <string>
struct Hello
{
std::string toString() {
return "Hello";
}
};
struct Generic {};
// the following namespace keeps the toString() method out of
// most everything - except the other stuff in this
// compilation unit
namespace {
std::string toString()
{
return "toString not defined";
}
template <typename T>
class optionalToStringImpl : public T
{
public:
std::string doToString() {
// in theory, the name lookup for this call to
// toString() should find the toString() in
// the base class T if one exists, but if one
// doesn't exist in the base class, it'll
// find the free toString() function in
// the private namespace.
//
// This theory works for MSVC (all versions
// from VC6 to VC9) and Comeau C++, but
// does not work with MinGW 3.4.5 or
// Digital Mars 8.42n
//
// I'm honestly not sure what the standard says
// is the correct behavior here - it's sort
// of like ADL (Argument Dependent Lookup -
// also known as Koenig Lookup) but without
// arguments (except the implied "this" pointer)
return toString();
}
};
}
template <typename T>
std::string optionalToString(T & obj)
{
// ugly, hacky cast...
optionalToStringImpl<T>* temp = reinterpret_cast<optionalToStringImpl<T>*>( &obj);
return temp->doToString();
}
int
main(int argc, char *argv[])
{
Hello helloObj;
Generic genericObj;
std::cout << optionalToString( helloObj) << std::endl;
std::cout << optionalToString( genericObj) << std::endl;
return 0;
}
其他回答
我一直在寻找一个方法，允许以某种方式不绑定结构名has_member类的成员的名字。 实际上，如果lambda可以被允许在未求值的表达式中(这是被标准禁止的)，这将更简单，即has_member<ClassName, SOME_MACRO_WITH_DECLTYPE(member_name)>
#include <iostream>
#include <list>
#include <type_traits>
#define LAMBDA_FOR_MEMBER_NAME(NAME) [](auto object_instance) -> decltype(&(decltype(object_instance)::NAME)) {}
template<typename T>
struct TypeGetter
{
constexpr TypeGetter() = default;
constexpr TypeGetter(T) {}
using type = T;
constexpr auto getValue()
{
return std::declval<type>();
}
};
template<typename T, typename LambdaExpressionT>
struct has_member {
using lambda_prototype = LambdaExpressionT;
//SFINAE
template<class ValueT, class = void>
struct is_void_t_deducable : std::false_type {};
template<class ValueT>
struct is_void_t_deducable<ValueT,
std::void_t<decltype(std::declval<lambda_prototype>()(std::declval<ValueT>()))>> : std::true_type {};
static constexpr bool value = is_void_t_deducable<T>::value;
};
struct SimpleClass
{
int field;
void method() {}
};
int main(void)
{
const auto helpful_lambda = LAMBDA_FOR_MEMBER_NAME(field);
using member_field = decltype(helpful_lambda);
std::cout << has_member<SimpleClass, member_field>::value;
const auto lambda = LAMBDA_FOR_MEMBER_NAME(method);
using member_method = decltype(lambda);
std::cout << has_member<SimpleClass, member_method>::value;
}
这个解决方案怎么样?
#include <type_traits>
template <typename U, typename = void> struct hasToString : std::false_type { };
template <typename U>
struct hasToString<U,
typename std::enable_if<bool(sizeof(&U::toString))>::type
> : std::true_type { };
c++允许SFINAE用于此(注意，在c++ 11特性中，这更简单，因为它支持在几乎任意表达式上扩展SFINAE -下面的代码是为使用常见的c++ 03编译器而设计的):
#define HAS_MEM_FUNC(func, name) \
template<typename T, typename Sign> \
struct name { \
typedef char yes[1]; \
typedef char no [2]; \
template <typename U, U> struct type_check; \
template <typename _1> static yes &chk(type_check<Sign, &_1::func > *); \
template <typename > static no &chk(...); \
static bool const value = sizeof(chk<T>(0)) == sizeof(yes); \
}
上面的模板和宏尝试实例化一个模板，给它一个成员函数指针类型，以及实际的成员函数指针。如果类型不匹配，SFINAE会导致模板被忽略。用法:
HAS_MEM_FUNC(toString, has_to_string);
template<typename T> void
doSomething() {
if(has_to_string<T, std::string(T::*)()>::value) {
...
} else {
...
}
}
但是注意，你不能在if分支中调用toString函数。由于编译器将在两个分支中检查有效性，因此在函数不存在的情况下会失败。一种方法是再次使用SFINAE (enable_if也可以从boost中获得):
template<bool C, typename T = void>
struct enable_if {
typedef T type;
};
template<typename T>
struct enable_if<false, T> { };
HAS_MEM_FUNC(toString, has_to_string);
template<typename T>
typename enable_if<has_to_string<T,
std::string(T::*)()>::value, std::string>::type
doSomething(T * t) {
/* something when T has toString ... */
return t->toString();
}
template<typename T>
typename enable_if<!has_to_string<T,
std::string(T::*)()>::value, std::string>::type
doSomething(T * t) {
/* something when T doesnt have toString ... */
return "T::toString() does not exist.";
}
享受使用它的乐趣。它的优点是它也适用于重载的成员函数，也适用于const成员函数(记得使用std::string(T::*)() const作为成员函数指针类型!)
好吧，这个问题已经有一长串的答案了，但是我想强调一下Morwenn的评论:c++ 17有一个提案让它变得非常简单。有关详细信息，请参阅N4502，但作为一个自包含的示例，请考虑以下内容。
这部分是常量部分，放在头文件中。
// See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2015/n4502.pdf.
template <typename...>
using void_t = void;
// Primary template handles all types not supporting the operation.
template <typename, template <typename> class, typename = void_t<>>
struct detect : std::false_type {};
// Specialization recognizes/validates only types supporting the archetype.
template <typename T, template <typename> class Op>
struct detect<T, Op, void_t<Op<T>>> : std::true_type {};
然后是变量部分，在此指定要查找的内容(类型、成员类型、函数、成员函数等)。就OP而言:
template <typename T>
using toString_t = decltype(std::declval<T>().toString());
template <typename T>
using has_toString = detect<T, toString_t>;
下面的例子取自N4502，展示了一个更精细的探针:
// Archetypal expression for assignment operation.
template <typename T>
using assign_t = decltype(std::declval<T&>() = std::declval<T const &>())
// Trait corresponding to that archetype.
template <typename T>
using is_assignable = detect<T, assign_t>;
与上面描述的其他实现相比，这个实现相当简单:减少了工具集(void_t和detect)就足够了，不需要复杂的宏。此外，据报道(参见N4502)，它比以前的方法更有效(编译时间和编译器内存消耗)。
这里有一个活生生的例子。它与Clang一起工作得很好，但不幸的是，5.1之前的GCC版本遵循了对c++ 11标准的不同解释，这导致void_t不能按预期工作。Yakk已经提供了解决方案:使用以下定义的void_t (void_t在参数列表中有效，但不能作为返回类型):
#if __GNUC__ < 5 && ! defined __clang__
// https://stackoverflow.com/a/28967049/1353549
template <typename...>
struct voider
{
using type = void;
};
template <typename...Ts>
using void_t = typename voider<Ts...>::type;
#else
template <typename...>
using void_t = void;
#endif
下面是我的版本，它可以任意处理所有可能的成员函数重载，包括模板成员函数，可能带有默认实参。当成员函数调用某个类类型时，它区分了3种互斥的情况，给定的arg类型:(1)有效，或(2)模糊，或(3)不可用。使用示例:
#include <string>
#include <vector>
HAS_MEM(bar)
HAS_MEM_FUN_CALL(bar)
struct test
{
void bar(int);
void bar(double);
void bar(int,double);
template < typename T >
typename std::enable_if< not std::is_integral<T>::value >::type
bar(const T&, int=0){}
template < typename T >
typename std::enable_if< std::is_integral<T>::value >::type
bar(const std::vector<T>&, T*){}
template < typename T >
int bar(const std::string&, int){}
};
现在你可以这样使用它:
int main(int argc, const char * argv[])
{
static_assert( has_mem_bar<test>::value , "");
static_assert( has_valid_mem_fun_call_bar<test(char const*,long)>::value , "");
static_assert( has_valid_mem_fun_call_bar<test(std::string&,long)>::value , "");
static_assert( has_valid_mem_fun_call_bar<test(std::vector<int>, int*)>::value , "");
static_assert( has_no_viable_mem_fun_call_bar<test(std::vector<double>, double*)>::value , "");
static_assert( has_valid_mem_fun_call_bar<test(int)>::value , "");
static_assert( std::is_same<void,result_of_mem_fun_call_bar<test(int)>::type>::value , "");
static_assert( has_valid_mem_fun_call_bar<test(int,double)>::value , "");
static_assert( not has_valid_mem_fun_call_bar<test(int,double,int)>::value , "");
static_assert( not has_ambiguous_mem_fun_call_bar<test(double)>::value , "");
static_assert( has_ambiguous_mem_fun_call_bar<test(unsigned)>::value , "");
static_assert( has_viable_mem_fun_call_bar<test(unsigned)>::value , "");
static_assert( has_viable_mem_fun_call_bar<test(int)>::value , "");
static_assert( has_no_viable_mem_fun_call_bar<test(void)>::value , "");
return 0;
}
下面是用c++11编写的代码，但是，你可以很容易地将它移植到具有typeof扩展的非c++11(例如gcc)。你可以用你自己的宏替换HAS_MEM宏。
#pragma once
#if __cplusplus >= 201103
#include <utility>
#include <type_traits>
#define HAS_MEM(mem) \
\
template < typename T > \
struct has_mem_##mem \
{ \
struct yes {}; \
struct no {}; \
\
struct ambiguate_seed { char mem; }; \
template < typename U > struct ambiguate : U, ambiguate_seed {}; \
\
template < typename U, typename = decltype(&U::mem) > static constexpr no test(int); \
template < typename > static constexpr yes test(...); \
\
static bool constexpr value = std::is_same<decltype(test< ambiguate<T> >(0)),yes>::value ; \
typedef std::integral_constant<bool,value> type; \
};
#define HAS_MEM_FUN_CALL(memfun) \
\
template < typename Signature > \
struct has_valid_mem_fun_call_##memfun; \
\
template < typename T, typename... Args > \
struct has_valid_mem_fun_call_##memfun< T(Args...) > \
{ \
struct yes {}; \
struct no {}; \
\
template < typename U, bool = has_mem_##memfun<U>::value > \
struct impl \
{ \
template < typename V, typename = decltype(std::declval<V>().memfun(std::declval<Args>()...)) > \
struct test_result { using type = yes; }; \
\
template < typename V > static constexpr typename test_result<V>::type test(int); \
template < typename > static constexpr no test(...); \
\
static constexpr bool value = std::is_same<decltype(test<U>(0)),yes>::value; \
using type = std::integral_constant<bool, value>; \
}; \
\
template < typename U > \
struct impl<U,false> : std::false_type {}; \
\
static constexpr bool value = impl<T>::value; \
using type = std::integral_constant<bool, value>; \
}; \
\
template < typename Signature > \
struct has_ambiguous_mem_fun_call_##memfun; \
\
template < typename T, typename... Args > \
struct has_ambiguous_mem_fun_call_##memfun< T(Args...) > \
{ \
struct ambiguate_seed { void memfun(...); }; \
\
template < class U, bool = has_mem_##memfun<U>::value > \
struct ambiguate : U, ambiguate_seed \
{ \
using ambiguate_seed::memfun; \
using U::memfun; \
}; \
\
template < class U > \
struct ambiguate<U,false> : ambiguate_seed {}; \
\
static constexpr bool value = not has_valid_mem_fun_call_##memfun< ambiguate<T>(Args...) >::value; \
using type = std::integral_constant<bool, value>; \
}; \
\
template < typename Signature > \
struct has_viable_mem_fun_call_##memfun; \
\
template < typename T, typename... Args > \
struct has_viable_mem_fun_call_##memfun< T(Args...) > \
{ \
static constexpr bool value = has_valid_mem_fun_call_##memfun<T(Args...)>::value \
or has_ambiguous_mem_fun_call_##memfun<T(Args...)>::value; \
using type = std::integral_constant<bool, value>; \
}; \
\
template < typename Signature > \
struct has_no_viable_mem_fun_call_##memfun; \
\
template < typename T, typename... Args > \
struct has_no_viable_mem_fun_call_##memfun < T(Args...) > \
{ \
static constexpr bool value = not has_viable_mem_fun_call_##memfun<T(Args...)>::value; \
using type = std::integral_constant<bool, value>; \
}; \
\
template < typename Signature > \
struct result_of_mem_fun_call_##memfun; \
\
template < typename T, typename... Args > \
struct result_of_mem_fun_call_##memfun< T(Args...) > \
{ \
using type = decltype(std::declval<T>().memfun(std::declval<Args>()...)); \
};
#endif
