如何为模板的内部类型专门化一个类？答案

【问题标题】：How to specialize a class for an inner type of a template?如何为模板的内部类型专门化一个类？
【发布时间】：2017-01-19 21:38:57
【问题描述】：

我有一个作为类型特征的类，返回某个条件是否为真。它旨在将类标记为支持特定功能。

template <typename T> struct Check : std::false_type { };

我有一个包含内部类的模板类：

template <unsigned N>
struct Kitty
{
  struct Purr;
};

我想将内部类Purr 标记为支持Check 表示的功能。换句话说，我想让Check<Kitty<123>::Purr>::value 是true。我尝试执行以下操作，但出现错误：

template <unsigned X>
struct Check<typename Kitty<X>::Purr> : std::true_type { };

错误：模板参数在偏特化中不可推导出：

是否有可能做到这一点，或者它是 C++ 的一个限制，你不能专注于内部模板类成员？

【问题讨论】：

不，错误是明确说明问题所在。这是一个限制，而不是您的建议。像struct Check<typename Kitty<0>::Purr> : true_type { }; 这样的东西很好。
Why is the template argument deduction not working here?的可能重复
很明显，您的意思是要涵盖Kitty::Purr 的每个专业。但是考虑一下如果Kitty 的特化没有Purr (template<> struct Kitty<0> {};) 会发生什么。该语言通过说您根本无法做到这一点来解决这个问题。在这种情况下，最好简单地忽略该专业化，或者以某种方式说每个专业化都必须符合该专业化，但是唉。您可能会做的是创建一个基类struct KittyBase { struct Purr; }; 并让Kitty 继承它。需要Purr 才能访问N？将Purr 设为基础模板。

标签： c++ templates partial-specialization

【解决方案1】：

正如我在评论中所概述的，可以通过使用基类（我将其称为KittyBase）将其作为推断的上下文。使用基类实际上对于模板来说很常见，以避免为每个新实例重复不必要的代码。我们可以用同样的技术得到Purr，而不需要推导出N。

但是，只需将Purr 放在基类中即可删除其对N 的访问权限。幸运的是，即使将 Purr 本身作为模板，这仍然可以是非推断上下文：Live example

#include <type_traits>

template <typename T> struct Check : std::false_type { };

struct KittyBase 
{    
    template<unsigned N> // Template if Purr needs N.
    struct Purr;

protected:
    ~KittyBase() = default; // Protects against invalid polymorphism.
};

template <unsigned N>
struct Kitty : private KittyBase
{
    using Purr = KittyBase::Purr<N>; // Convenience if Purr needs N.
    Purr* meow;
};

template <unsigned X>
struct Check<typename KittyBase::Purr<X>> : std::true_type { };

static_assert(not Check<int>{});
static_assert(Check<Kitty<123>::Purr>{});
static_assert(Check<Kitty<0>::Purr>{});

int main() {}

如果您愿意，您甚至可以将KittyBase::Purr 设为私有并使用template<typename T> friend struct Check; 授予对特征的访问权限。不幸的是，我不知道您是否可以将其限制为仅针对该特征的某些特化。

【讨论】：

【解决方案2】：

This answer 有一种有趣的方法来使用 SFINAE 查找类型是否存在。

适用于检查类型 T::Purr 是否存在，它允许您编写类型特征而不会出现有问题的特化。

#include <type_traits>

template <unsigned T>
struct Kitty
{
    struct Purr{};
};

// A specialization without Purr, to test
template <>
struct Kitty<5>{ };

// has_purr is taken and adapted from https://stackoverflow.com/a/10722840/7359094
template<typename T>
struct has_purr
{   
    template <typename A> 
    static std::true_type has_dtor(decltype(std::declval<typename A::Purr>().~Purr())*);

    template<typename A>
    static std::false_type has_dtor(...);

    typedef decltype(has_dtor<T>(0)) type;

    static constexpr bool value = type::value;
};

// Check if a type is an instance of Kitty<T>
template<typename T>
struct is_kitty : std::false_type {};
template<unsigned T>
struct is_kitty<Kitty<T>> : std::true_type {};

template <typename T> 
struct Check : std::bool_constant< is_kitty<T>::value && has_purr<T>::value> {};

static_assert( Check<int>::value == false, "int doesn't have purr" );
static_assert( Check<Kitty<0>>::value == true, "Kitty<0> has purr" );
static_assert( Check<Kitty<5>>::value == false, "Kitty<5> doesn't has purr" );

【讨论】：