解决静态断言中的不完整类型答案

【问题标题】：Work around incomplete type in static assert解决静态断言中的不完整类型
【发布时间】：2017-03-14 06:28:46
【问题描述】：

当表达式依赖于类类型本身时，有没有办法在类中进行静态断言？也许延迟评估直到类型完成或模板实例化之后？

示例代码：

#include <type_traits>

template<typename T>
struct Test {
   T x = 0; // make non-trivial
   static_assert(std::is_trivial<Test<T>>::value, "");
};

int main() {
    // would like static assert failure, instead get 'incomplete type' error
    Test<int> test1;
    Test<float> test2;
    return 0;
}

【问题讨论】：

在这种特定情况下，您可以将逻辑放入 TestImpl 并让 Test 继承它（使用继承的构造函数和 co。）并让其中的 static_assert 在 TestImpl 上工作.但这当然不是一个通用的解决方案。
听起来不错，但为什么你说这不是一个通用的解决方案？
嗯，我在考虑一些无法正常工作的极端情况，但我再也看不到它们了。我会发布它作为答案。

标签： c++ templates typetraits static-assert

【解决方案1】：

这是一个使用辅助类和间接类型别名的解决方案。我相信这没有缺点。

template<typename T>
struct TestImpl {
    T x = 0; // make non-trivial
};

template<typename T>
struct TestHelper {
    using type = TestImpl<T>;
    static_assert(std::is_trivial<type>::value, "");
};

template<typename T>
using Test = typename TestHelper<T>::type;

编辑： 或者，可以将 TestHelper 移至 TestImpl：

template<typename T>
struct TestImpl {
    T x = 0; // make non-trivial

    struct Helper {
        using type = TestImpl;
        static_assert(std::is_trivial<type>::value, "");
    };
};

template<typename T>
using Test = typename TestImpl<T>::Helper::type;

【讨论】：

【解决方案2】：

我也在寻找带有 static_assert 的解决方案，但约束也有效：

#include <type_traits>

namespace Private {
template<typename T>
struct Test {
   T x = 0;
};
}

template<typename T>
requires std::is_trivial<Private::Test<T>>::value
using Test = Private::Test<T>;

int main() {
    Test<int> test1;
    Test<float> test2;
    return 0;
}

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以定义一个析构函数并将 static_assert 放在那里，至少使用 g++ 5.4 -std=c++11 可以。

【讨论】：

它没有，因为它不再微不足道，即使你不初始化x。
正确，对于 std::trivial 和 std::is_trivially_copyable 这是正确的，对于其他用例它应该仍然适用。跨度>

【解决方案4】：

（远离cmets）

您可以添加一个中间类来保留逻辑，并让您的客户实例化一个派生类，它只包含static_asserts

#include <type_traits>

template<typename T>
struct TestImpl {
    T x = 0; // make non-trivial
};

template<typename T>
struct Test : TestImpl<T> {
    static_assert(std::is_trivial<TestImpl<T>>::value, "");
    using TestImpl<T>::TestImpl; // inherit constructors
};

【讨论】：

已修复。它有一个错字。这是using TestImpl<T>::TestImpl;，而不是using TestImpl::TestImpl;。对吗？
Tnx。你能评论我发布的解决方案吗？

【解决方案5】：

我不知道这是否完全合规，但gcc trunk and clang trunk accept this：

#include <type_traits>

template<typename T>
constexpr bool check_trivial()
{
    static_assert(std::is_trivial_v<T>);
    return std::is_trivial_v<T>;
}

template<typename T>
struct Test
{
   Test() noexcept(check_trivial<Test<T>>()) = default;

   T x;
};

struct nontrivial
{
    nontrivial(){}
};

int main() {
    // would like static assert failure, instead get 'incomplete type' error
    Test<int> test1;
    Test<nontrivial> test2;
    return 0;
}

使用 dtor 代替 ctor 时不起作用。 YMMV。

这使您的类型成为非聚合类型。

如果您的类型有任何强制成员函数，您可以将static_assert 放在其中一个函数体中。成员函数体在类定义结束后进行评估，因此看不到不完整的类型。

对于模板，问题在于并非所有成员函数都总是被实例化。非实例化成员函数中的 static_assert 不会触发。您需要在代码中的某处调用（实际上是任何 ODR 使用）来强制实例化。

【讨论】：