可选择发布基于可变参数模板参数的方法

Question

前言

假设我有一个模板：template<class... Opts> class rqueue，它可以通过传递给参数列表的标签（特殊选项结构）选择各种功能，例如

rqueue<trace_record, opt::fixed_size<>> trace;
rqueue<trace_record::flat, opt::fixed_size<>, opt::virtual_offset<>> info;

第一个版本 (trace) 是用于写入跟踪记录的记录队列（opt::fixed_size 将其大小限制为 4096B）。第二个版本 (info) 将从第一个版本中填充（通过某个线程，它将重写记录并转换为 flat 表示），但重要的是 opt::virtual_offset<> 添加这些方法：

off_t start(); // virtual offset of oldest record
off_t stop();  // virtual offset of future record (when next gets written)

以及基于这个始终在增长（每条记录）的虚拟偏移量的各种其他功能（offset_to_iterator()），它模拟大小的虚拟内存，例如4 GB（当unsigned 用作偏移量时，使用size_t 或unisgned long long 可能会更大），其中实际缓冲区（大小例如4096B）在该虚拟内存中创建一个窗口记忆。

Link to my other related question - option pack helper 专门为此模板设计的。

（请注意，可能还有许多其他可以独立组合的功能，例如可用于报告各种事件的opt::rqueue_listener）。

问题

我已经设法创建了具有所有可能功能的模板，其中某些方法在未选择该功能时是 dummy （例如，start() 返回零，stop() 与 @ 相同987654336@ 在这种情况下），但如果未选择该功能，我想以某种方式隐藏这些方法。 有什么想法吗？

（如果不包含 opt::rqueue_listener，则另一个示例是虚拟 set_listener(void*) - 该选项可以与任何其他选项结合使用。）

编辑：想象一下，例如using off_t = conditional_t<something,the_type,void> 和 private: off_t start_()。我想要的是：

1. 如果off_t 不是void，则让public: off_t start() 调用start_()
2. 如果off_t 无效（或满足某些条件），则没有方法start()。或者一些static_assert，如果我尝试调用它。

我的尝试

我正在考虑将类与 extenders 合并，这将通过将自身 (*this) 转换为真实类 (rqueue<...>&) 并将调用重定向到那里（到私有方法）来发布函数, extender 成为朋友）。我创建了另一个 template<class... Bases> class merge 助手，它可以继承任何选择的类，同时忽略任何传递的 void。它有效，但解决方案很丑陋，我不喜欢它。

我想到的另一个可能的解决方案是创建一些基本实现（作为不同的模板，可能隐藏在某些 namespace detail 中）并使用一系列模板专业化，这些模板将基于选项发布方法。问题是组合的数量正在迅速增长，friend 可能还有另一个问题 - 让该类访问记录的私有方法（传递给模板的第一个参数）。

我的 SFINAE 和 static_assert 尝试经常以编译器错误结束，抱怨模板（或部分特化）中不允许方法特化，或者 static_assert 在不应该被触发时被触发。我希望有一些不错的解决方案。期待看到它:)

Answer 1

以下代码是我在 Piotr S. 的提示后尝试的：
（想象一下该标题内的 using namespace std，虽然它有点不同。）

#include "basics.hpp"
using namespace firda;

template<class Offset = void> struct helper {
    Offset start_() const { return 0; }
};
template<> struct helper<void> {
    void start_() const {}
};

template<class Offset = void> class rqueue
  : private helper<Offset> {
public:
    Offset start() const {
        static_assert(!is_same<Offset,void>::value, "!!");
        return this->helper<Offset>::start_();
    }
};

int main() {
    rqueue<> one;
    rqueue<uint> two;
    cout << two.start();
//  one.start(); -- assert triggered
}

我在真实代码中遇到了类似static_assert 的一些问题，但不记得为什么编译器会在基本版本中触发它......可能是我在不应该出现的地方调用它的错误。我认为拥有一个start_() 用于内部使用（如果不使用则伪造它）并拥有一个带有断言的public: start()（并确保不要在模板中调用它）解决了这个问题。我会等一会儿（如果有不同的答案，我很乐意接受）。

Answer 2

选项 1

利用static_assert 以及模板的成员函数仅在上下文需要时才实例化这一事实：

#include <iostream>
#include <type_traits>

constexpr bool condition = true;

template <class... Opts>
class rqueue
{
    using off_t = std::conditional_t<condition, int, void>;

public:
    off_t start()
    {
        static_assert(!std::is_same<off_t, void>::value, "!");
        return start_();
    }

private:
    off_t start_()
    {
        std::cout << "start_()" << std::endl;
        return 1;
    }
};

也就是说，当condition为假时访问start()会触发静态断言错误：

error: static assertion failed: !

DEMO 1

选项 2

使用一些丑陋的 SFINAE，将成员函数也设为模板：

#include <iostream>
#include <type_traits>

constexpr bool condition = true;

template <class... Opts>
class rqueue
{
    using off_t = std::conditional_t<condition, int, void>;

public:
    template <typename T = void>
    std::enable_if_t<!std::is_same<off_t, void>::value, off_t> start()
    {
        return start_();
    }

private:
    off_t start_()
    {
        std::cout << "start_()" << std::endl;
        return 1;
    }
};

这会触发错误：

error: no type named 'type' in 'struct std::enable_if<false, void>'

DEMO 2

选项 3

在 CRTP 中使用一些辅助基类，有条件地实现该方法：

#include <iostream>
#include <type_traits>

constexpr bool condition = true;

template <bool condition, typename CRTP>
struct start_base {};

template <typename CRTP>
struct start_base<true, CRTP>
{    
    int start()
    {
        return static_cast<CRTP*>(this)->start_();
    }
};

template <class... Opts>
class rqueue : public start_base<condition, rqueue<Opts...>>
{
    friend class start_base<condition, rqueue<Opts...>>;

private:
    int start_()
    {
        std::cout << "start_()" << std::endl;
        return 1;
    }
};

condition = false;上的错误信息很清楚：

error: 'class rqueue<>' has no member named 'start'

DEMO 3