基于特征隐藏类模板实例答案

【问题标题】：Hide class template instance based on traits基于特征隐藏类模板实例
【发布时间】：2018-09-08 15:05:33
【问题描述】：

我有一个类似下面的特征类，它反映了两种类型之间的兼容性：

template <typename ObjectType, typename ArgumentType>
struct Traits
{
    static const bool SpecialMethodAvailable = false;
};

单个成员确定是否可以使用 ArgumentType 类型的参数对 ObjectType 类型的对象调用 SpecialMethod()。

一个支持这个的简单类如下：

class ClassWithSpecialMethod
{
public:
    template <typename T>
    void SpecialMethod(T param) { std::cout << "Special Method called with " << param << std::endl; }
};

template <typename ArgumentType>
struct Traits<ClassWithSpecialMethod, ArgumentType>
{
    static const bool SpecialMethodAvailable = true;
};

我想编写一个使用这个特征类的工作类，并在它可用时调用特殊方法。基本上是这样的：

template <typename T>
struct Worker
{
    static void DoSomething(T t, GlobalDataType& globalData)
    {
        //if Traits<GlobalDataType, T>::SpecialMethodAvailable
        //    call the method
        //else
        //    do something different
    }
};

我尝试使用std::enable_if 来实现这一点。我的解决方案适用于 Visual C 14.1 编译器，但不适用于 GCC。这是我尝试过的：

template <typename T, typename Enable = void>
struct Worker
{
    static void DoSomething(T t, GlobalDataType& globalData)
    {
        std::cout << "There is no special method (called with " << t << ")" << std::endl;
    }
};

template <typename T>
struct Worker<T, typename std::enable_if<Traits<GlobalDataType, T>::SpecialMethodAvailable>::type>
{
    static void DoSomething(T t, GlobalDataType& globalData)
    {
        globalData.SpecialMethod(t);
    }
};

我是这样使用的：

typedef ... GlobalDataType; //before the template declarations

int main()
{
    GlobalDataType td;

    int integer = 0;
    Worker<int>::DoSomething(integer, td);
}

如果GlobalDataType 被定义为ClassWithSpecialMethod，VS 和 GCC 都可以正常编译并正确输出：

Special Method called with 0

但是，如果 GlobalDataType 被定义为不允许使用特殊方法的内容（例如 int），VS 仍然会产生正确的输出，而 GCC 会导致编译错误：

在静态成员函数‘static void Worker::SpecialMethodAvailable>::type>::DoSomething(T, GlobalDataType&)’中： source.cpp:38:15: 错误：请求“globalData”中的成员“SpecialMethod”，这是非类类型 GlobalDataType {aka int}'

有人可以解释为什么这在 GCC 下不能按预期工作吗？有什么替代方案？

Link to online compiler

【问题讨论】：

请注意，std::experimental::is_detected 用专业化替换你的特征：template <typename T, typename Arg> using SpecialMethod_t = decltype(std::declval<T>().SpecialMethod(std::declval<Arg>())); 然后template <typename T, typename Arg> using Traits = std::experimental::is_detected<SpecialMethod_t, T, Arg>;。
@Raxvan：即使您的解释错误/不准确，您的替代实现仍然有效。
@Raxvan - 我同意 Jarod42：我觉得你的解决方案很有趣。

标签： c++ c++11 templates gcc sfinae

【解决方案1】：

正如 Jarod42 所解释的，这种方法

static void DoSomething(T t, GlobalDataType& globalData)
{
    globalData.SpecialMethod(t);
}

将GlobalDataType 固定为int，永远是错误的（永远是T 类型），因为可以肯定int 没有SpecialMethod()。

要以最少的代码更改来解决这个问题，您可以模板化第二个参数

template <typename U>
 static void DoSomething(T t, U & globalData)
  { globalData.SpecialMethod(t); }

如果您希望DoSomething() 仅接收（作为第二个参数）GlobalDataType，您可以使用 SFINAE 强制启用DoSomething，前提是U 是GlobalDataType。有点像

template <typename U>
 static typename std::enable_if<std::is_same<U, GlobalDataType>{}>
   DoSomething(T t, U & globalData)
 { globalData.SpecialMethod(t); }

有什么替代方案？

我建议您采用一种完全不同的方式，基于（按照std::declval() 示例）声明函数。

首先，几个模板帮助函数

template <typename ObjectType, typename ... Args>
constexpr auto withSpecialMethodHelper (int)
   -> decltype(std::declval<ObjectType>.SpecialMethod(std::declval<Args>...),
               std::true_type{} );

template <typename ... Args>
constexpr std::false_type withSpecialMethodHelper (long);

现在你可以编写一个模板函数的声明，如果ObjectType 有一个SpecialMethod() 可以用Args... 类型的可变参数列表调用，则返回std::true_type

template <typename ObjectType, typename ... Args>
constexpr auto withSpecialMethod ()
   -> decltype( withSpecialMethodHelper<ObjectType, Args...>(0) );

或者更好，正如 Jarod42 建议的那样，通过using

template <typename ObjectType, typename ... Args>
using withSpecialMethod
   = decltype( withSpecialMethodHelper<ObjectType, Args...>(0) );

如果可以使用C++14，还可以定义withSpecialMethod_v模板constexpr变量

template <typename ObjectType, typename ... Args>
constexpr bool withSpecialMethod_v
  = decltype(withSpecialMethod<ObjectType, Args...>())::value;

在声明函数的情况下或

template <typename ObjectType, typename ... Args>
constexpr bool withSpecialMethod_v
   = withSpecialMethod<ObjectType, Args...>::value;

如果是using，可以简化使用。

现在Worker 类和专业化变成了

template <typename T, bool = withSpecialMethod_v<GlobalDataType, T>>
struct Worker
 {
    static void DoSomething (T t, GlobalDataType & globalData)
    {
        std::cout << "There is no special method (called with " << t << ")"
         << std::endl;
    }
 };

template <typename T>
struct Worker<T, true>
 {
   template <typename U>
    static void DoSomething(T t, U & globalData)
    { globalData.SpecialMethod(t); }
 };

【讨论】：

@Jarod42 - 今天我特别笨；你说得对。已更正，谢谢。
@Jarod42 - 我不明白如何使用is_detected 是这个上下文；关于最终特征，您是指避免直接使用decltype 并提供方便的constexpr bool value 的类型特征吗？
关于is_detected，我在问题评论中提供。最终特征为template <typename T, typename Arg> using Traits = decltype(withSpecialMethodHelper<ObjectType, Args...>(0));，_v 版本为constexpr bool 作为奖励。

【解决方案2】：

Mvsc 14 不执行模板所需的 2 阶段查找。

gcc 确实（并且是正确的）。

globalData.SpecialMethod(t); 对于任何t 都是不正确的，因此错误。（globalData.SpecialMethod 不正确，不依赖于模板参数）。

通过推迟评估，您可能会得到您想要的：

template <typename T>
struct Worker<T, std::enable_if_t<Traits<GlobalDataType, T>::SpecialMethodAvailable>>
{
    template <typename G, typename U>
    static void f(G& g, U& u)
    {
        g.SpecialMethod(u);
    }

    static void DoSomething(T t, GlobalDataType& globalData)
    {
        f(globalData, t);
    }
};

Demo

【讨论】：