检查运算符是否在 C++ 中重载 [关闭]

Question

我正在编写一个用于混洗的模板函数，我想在尝试使用之前检查“小于”运算符是否在任意数据结构上重载。这可能吗？

Answer 1

我们可以使用Detection Idiom来测试T < T在编译时是否格式正确。

为了便于阅读，我使用的是experimental::is_detected，但您可以在 C++11 中使用 voider 模式自行开发。

首先，它适用于 < 格式正确的类：

struct Has_Less_Than{
    int value;  
};

bool operator < (const Has_Less_Than& lhs, const Has_Less_Than& rhs) {return lhs.value < rhs.value; }

然后一个不是：

struct Doesnt_Have_Less_Than{
    int value;
};
// no operator < defined

现在，对于检测成语部分：我们尝试获取“理论”比较结果的类型，然后询问is_detected：

template<class T>
using less_than_t = decltype(std::declval<T>() < std::declval<T>());

template<class T>
constexpr bool has_less_than = is_detected<less_than_t, T>::value;


int main()
{
    std::cout << std::boolalpha << has_less_than<Has_Less_Than> << std::endl; // true
    std::cout << std::boolalpha << has_less_than<Doesnt_Have_Less_Than> << std::endl; // false
}

Live Demo

如果您有可用的 C++17，则可以利用 constexpr if 进行测试：

if constexpr(has_less_than<Has_Less_Than>){
    // do something with <
}
else{
    // do something else
    
}

它之所以有效是因为 constexpr if 在编译时进行评估，并且编译器只会编译所采用的分支。

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如果您没有可用的 C++17，则需要使用辅助函数，可能带有标记调度：

template<class T>
using less_than_t = decltype(std::declval<T>() < std::declval<T>());

template<class T>
using has_less_than = typename is_detected<less_than_t, T>::type;

template<class T>
void do_compare(const T& lhs, const T& rhs, std::true_type) // for operator <
{
    std::cout << "use operator <\n";
}

template<class T>
void do_compare(const T& lhs, const T& rhs, std::false_type)
{
    std::cout << "Something else \n";
}

int main()
{
    Has_Less_Than a{1};
    Has_Less_Than b{2};
    
    do_compare(a, b, has_less_than<Has_Less_Than>{});
    
    Doesnt_Have_Less_Than c{3};
    Doesnt_Have_Less_Than d{4};
    do_compare(c, d, has_less_than<Doesnt_Have_Less_Than>{});
}

Demo

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如果您有可用的 C++20，我们可以通过 concept 轻松完成此操作：

template<class L, class R=L>
concept has_less_than = requires(const L& lhs, const R& rhs)
{
    {lhs < rhs} -> std::same_as<bool>;
};

这个概念可以理解为“给定两种可能不同的类型，如果在两个 const 引用之间调用 operator< 返回一个布尔值，则该概念是 true。否则它是 false。”

您可以稍微摆弄一下，例如，将 same_as 更改为 convertible_to（如果出于某种原因您希望 operator< 返回一个可以转换为布尔值的整数。

C++20 Demo

这个概念可以用来代替enable_if (requires my_concept<T>)，也可以转换成编译时的布尔值，比如true_type 和false_type（所以它可以在if constexpr 中使用）