c++ 20 -需要表达式

c++ 20带来了一些概念和各种工具，比如require表达式，这是一种检查函数是否存在的内置方式。有了它们，你可以重写optionalToString函数如下:

template<class T>
std::string optionalToString(T* obj)
{
    constexpr bool has_toString = requires(const T& t) {
        t.toString();
    };

    if constexpr (has_toString)
        return obj->toString();
    else
        return "toString not defined";
}

pre - c++ 20 -检测工具包

N4502 proposes a detection toolkit for inclusion into the C++17 standard library that eventually made it into the library fundamentals TS v2. It most likely won't ever get into the standard because it has been subsumed by requires expressions since, but it still solves the problem in a somewhat elegant manner. The toolkit introduces some metafunctions, including std::is_detected which can be used to easily write type or function detection metafunctions on the top of it. Here is how you could use it:

template<typename T>
using toString_t = decltype( std::declval<T&>().toString() );

template<typename T>
constexpr bool has_toString = std::is_detected_v<toString_t, T>;

注意，上面的例子是未经测试的。标准库中还没有检测工具包，但建议包含了一个完整的实现，如果您确实需要它，可以很容易地复制它。它可以很好地使用c++ 17的特性，如果constexpr:

template<class T>
std::string optionalToString(T* obj)
{
    if constexpr (has_toString<T>)
        return obj->toString();
    else
        return "toString not defined";
}

C++14 - 助推哈娜

提振。Hana显然建立在这个特定的例子之上，并在其文档中提供了c++ 14的解决方案，所以我将直接引用它:

[...] Hana provides a is_valid function that can be combined with C++14 generic lambdas to obtain a much cleaner implementation of the same thing: auto has_toString = hana::is_valid([](auto&& obj) -> decltype(obj.toString()) { }); This leaves us with a function object has_toString which returns whether the given expression is valid on the argument we pass to it. The result is returned as an IntegralConstant, so constexpr-ness is not an issue here because the result of the function is represented as a type anyway. Now, in addition to being less verbose (that's a one liner!), the intent is much clearer. Other benefits are the fact that has_toString can be passed to higher order algorithms and it can also be defined at function scope, so there is no need to pollute the namespace scope with implementation details.

提振。创科实业

执行这种检查的另一个惯用工具包是Boost，尽管它没有那么优雅。TTI，在Boost 1.54 4.0中引入。对于您的示例，您必须使用宏BOOST_TTI_HAS_MEMBER_FUNCTION。下面是你如何使用它:

#include <boost/tti/has_member_function.hpp>

// Generate the metafunction
BOOST_TTI_HAS_MEMBER_FUNCTION(toString)

// Check whether T has a member function toString
// which takes no parameter and returns a std::string
constexpr bool foo = has_member_function_toString<T, std::string>::value;

然后，您可以使用bool来创建SFINAE检查。

解释

宏BOOST_TTI_HAS_MEMBER_FUNCTION生成元函数has_member_function_toString，该函数将选中的类型作为其第一个模板参数。第二个模板形参对应于成员函数的返回类型，下面的形参对应于函数形参的类型。如果类T有成员函数std::string toString()，则成员值为true。

或者，has_member_function_toString可以接受成员函数指针作为模板形参。因此，可以将has_member_function_toString<T, std::string>::value替换为has_member_function_toString<std::string T::* ()>::value。

这是一个c++ 11的解决方案，用于解决“如果我做X，它会编译吗?”

template<class> struct type_sink { typedef void type; }; // consumes a type, and makes it `void`
template<class T> using type_sink_t = typename type_sink<T>::type;
template<class T, class=void> struct has_to_string : std::false_type {}; \
template<class T> struct has_to_string<
  T,
  type_sink_t< decltype( std::declval<T>().toString() ) >
>: std::true_type {};

Trait has_to_string使得has_to_string<T>::value为true当且仅当T有一个方法. tostring，该方法在此上下文中可以用0参数调用。

接下来，我将使用标签调度:

namespace details {
  template<class T>
  std::string optionalToString_helper(T* obj, std::true_type /*has_to_string*/) {
    return obj->toString();
  }
  template<class T>
  std::string optionalToString_helper(T* obj, std::false_type /*has_to_string*/) {
    return "toString not defined";
  }
}
template<class T>
std::string optionalToString(T* obj) {
  return details::optionalToString_helper( obj, has_to_string<T>{} );
}

它比复杂的SFINAE表达式更易于维护。

如果你发现自己经常这样做，你可以用宏来写这些特征，但它们相对简单(每个只有几行)，所以可能不值得这样做:

#define MAKE_CODE_TRAIT( TRAIT_NAME, ... ) \
template<class T, class=void> struct TRAIT_NAME : std::false_type {}; \
template<class T> struct TRAIT_NAME< T, type_sink_t< decltype( __VA_ARGS__ ) > >: std::true_type {};

上面所做的是创建一个宏MAKE_CODE_TRAIT。你向它传递你想要的trait的名字，以及一些可以测试类型t的代码。

MAKE_CODE_TRAIT( has_to_string, std::declval<T>().toString() )

创建上述特征类。

作为题外话，上面的技术是MS所谓的“表达式SFINAE”的一部分，他们的2013编译器失败相当严重。

注意，在c++ 1y中，以下语法是可能的:

template<class T>
std::string optionalToString(T* obj) {
  return compiled_if< has_to_string >(*obj, [&](auto&& obj) {
    return obj.toString();
  }) *compiled_else ([&]{ 
    return "toString not defined";
  });
}

这是一个内联编译条件分支，滥用了大量c++特性。这样做可能是不值得的，因为(代码内联的)好处不值得付出代价(几乎没有人理解它是如何工作的)，但是上述解决方案的存在可能会引起人们的兴趣。

pre -c++20，简单用例的简单选项:

如果你知道你的类是默认可构造的，我们可以使语法更简单。

我们将从最简单的情况开始:默认可构造对象，并且我们知道预期的返回类型。实例方法:

int foo ();

我们可以写出没有declval的类型trait:

template <auto v>
struct tag_v
{
    constexpr static auto value = v;
};

template <class, class = int>
struct has_foo_method : tag_v<false> {};

template <class T>
struct has_foo_method <T, decltype(T().foo())>
    : tag_v<true> {};

demo

注意，我们将默认类型设置为int，因为这是foo的返回类型。

如果有多个可接受的返回类型，则向decltype添加第二个参数，该参数与默认类型相同，覆盖第一个参数:

decltype(T().foo(), int())

demo

(这里的int类型不重要-我使用它是因为它只有3个字母)

这个问题很老了，但是在c++ 11中，我们有了一种新的方法来检查函数是否存在(或者任何非类型成员是否存在)，再次依赖SFINAE:

template<class T>
auto serialize_imp(std::ostream& os, T const& obj, int)
    -> decltype(os << obj, void())
{
  os << obj;
}

template<class T>
auto serialize_imp(std::ostream& os, T const& obj, long)
    -> decltype(obj.stream(os), void())
{
  obj.stream(os);
}

template<class T>
auto serialize(std::ostream& os, T const& obj)
    -> decltype(serialize_imp(os, obj, 0), void())
{
  serialize_imp(os, obj, 0);
}

现在来解释一下。首先，我使用表达式SFINAE从重载解析中排除序列化(_imp)函数，如果decltype中的第一个表达式无效(即函数不存在)。

void()用于使所有这些函数的返回类型为空。

如果os << obj重载都可用，则使用0参数优先选择os << obj重载(字面量0是int类型，因此第一个重载是更好的匹配)。

现在，您可能需要一个trait来检查函数是否存在。幸运的是，这很容易写出来。不过，请注意，您需要为可能需要的每个不同函数名自己编写trait。

#include <type_traits>

template<class>
struct sfinae_true : std::true_type{};

namespace detail{
  template<class T, class A0>
  static auto test_stream(int)
      -> sfinae_true<decltype(std::declval<T>().stream(std::declval<A0>()))>;
  template<class, class A0>
  static auto test_stream(long) -> std::false_type;
} // detail::

template<class T, class Arg>
struct has_stream : decltype(detail::test_stream<T, Arg>(0)){};

生活的例子。

And on to explanations. First, sfinae_true is a helper type, and it basically amounts to the same as writing decltype(void(std::declval<T>().stream(a0)), std::true_type{}). The advantage is simply that it's shorter. Next, the struct has_stream : decltype(...) inherits from either std::true_type or std::false_type in the end, depending on whether the decltype check in test_stream fails or not. Last, std::declval gives you a "value" of whatever type you pass, without you needing to know how you can construct it. Note that this is only possible inside an unevaluated context, such as decltype, sizeof and others.

注意，decltype不一定是必需的，因为sizeof(以及所有未求值的上下文)得到了增强。只是decltype已经交付了一个类型，因此更简洁。下面是其中一个重载的sizeof版本:

template<class T>
void serialize_imp(std::ostream& os, T const& obj, int,
    int(*)[sizeof((os << obj),0)] = 0)
{
  os << obj;
}

由于同样的原因，int和long形参仍然存在。数组指针用于提供可以使用sizeof的上下文。

这就是类型特征存在的意义。不幸的是，它们必须手动定义。在你的情况下，想象一下:

template <typename T>
struct response_trait {
    static bool const has_tostring = false;
};

template <>
struct response_trait<your_type_with_tostring> {
    static bool const has_tostring = true;
}

c++ 11的一个简单解决方案:

template<class T>
auto optionalToString(T* obj)
 -> decltype(  obj->toString()  )
{
    return     obj->toString();
}
auto optionalToString(...) -> string
{
    return "toString not defined";
}

更新，3年后:(这是未经测试的)。为了检验是否存在，我认为这是可行的:

template<class T>
constexpr auto test_has_toString_method(T* obj)
 -> decltype(  obj->toString() , std::true_type{} )
{
    return     obj->toString();
}
constexpr auto test_has_toString_method(...) -> std::false_type
{
    return "toString not defined";
}