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
我知道这个问题已经存在多年了，但我认为对像我这样的人来说，有一个更完整的更新的答案是有用的，它也适用于const重载方法，如std::vector::begin。
基于这个答案和我接下来的问题，这里有一个更完整的答案。注意，这只适用于c++ 11及更高版本。
#include <iostream>
#include <vector>
class EmptyClass{};
template <typename T>
class has_begin
{
private:
has_begin() = delete;
struct one { char x[1]; };
struct two { char x[2]; };
template <typename C> static one test( decltype(void(std::declval<C &>().begin())) * ) ;
template <typename C> static two test(...);
public:
static constexpr bool value = sizeof(test<T>(0)) == sizeof(one);
};
int main(int argc, char *argv[])
{
std::cout << std::boolalpha;
std::cout << "vector<int>::begin() exists: " << has_begin<std::vector<int>>::value << std::endl;
std::cout << "EmptyClass::begin() exists: " << has_begin<EmptyClass>::value << std::endl;
return 0;
}
或者更短的版本:
#include <iostream>
#include <vector>
class EmptyClass{};
template <typename T, typename = void>
struct has_begin : std::false_type {};
template <typename T>
struct has_begin<T, decltype(void(std::declval<T &>().begin()))> : std::true_type {};
int main(int argc, char *argv[])
{
std::cout << std::boolalpha;
std::cout << "vector<int>::begin() exists: " << has_begin<std::vector<int>>::value << std::endl;
std::cout << "EmptyClass exists: " << has_begin<EmptyClass>::value << std::endl;
}
注意，这里必须提供一个完整的示例调用。这意味着如果我们测试resize方法是否存在，那么我们将输入resize(0)。
深魔解释:
这个问题的第一个答案使用了test(decltype(&C::helloworld));然而，当它所测试的方法由于const重载而模棱两可时，这就有问题了，从而导致替换尝试失败。
为了解决这种模糊性，我们使用了一个void语句，它可以接受任何参数，因为它总是被转换为noop，因此模糊性是无效的，并且只要方法存在，调用就有效:
has_begin<T, decltype(void(std::declval<T &>().begin()))>
以下是依次发生的事情: 我们使用std::declval<T &>()来创建一个可调用值，然后可以调用begin。在此之后，begin的值作为参数传递给void语句。然后使用内置decltype检索该void表达式的类型，以便将其用作模板类型参数。如果begin不存在，则替换无效，根据SFINAE，将使用其他声明。
其他回答
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。
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
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;
}
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 { };
我也遇到过类似的问题:
一个模板类，可以从少数基类派生，其中一些基类具有某个成员，而另一些基类没有。
我解决它类似于“typeof”(Nicola Bonelli)的答案，但使用decltype，所以它在MSVS上编译和正确运行:
#include <iostream>
#include <string>
struct Generic {};
struct HasMember
{
HasMember() : _a(1) {};
int _a;
};
// SFINAE test
template <typename T>
class S : public T
{
public:
std::string foo (std::string b)
{
return foo2<T>(b,0);
}
protected:
template <typename T> std::string foo2 (std::string b, decltype (T::_a))
{
return b + std::to_string(T::_a);
}
template <typename T> std::string foo2 (std::string b, ...)
{
return b + "No";
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{
S<HasMember> d1;
S<Generic> d2;
std::cout << d1.foo("HasMember: ") << std::endl;
std::cout << d2.foo("Generic: ") << std::endl;
return 0;
}
