在编译时通过模板自动确定类型是否为抽象基类

Question

是否可以在编译时自动判断一个类是否为抽象基类？

我有一个对象工厂，通过其他通用代码，有时会使用抽象基类类型进行实例化。该代码无法编译，因为它在 ABC 上调用了 new T()。在这种情况下，我最终不得不专门为每个 ABC 的对象工厂创建代码来代替 assert(0)。如果可以在编译时自动确定一个类型是否为 ABC，那么这种特化可以自动化。

一个简化的例子如下：

// this program code compiles w/ gcc 4.4
#include <iostream>
#include <typeinfo>

// How to automatically specialize this class at compile-time?
template<typename T>
struct isAbstractBaseClass
{
  enum { VALUE = 0 };
};

// Factory to create T, lives in a struct to allow default template parameters
template<typename T, int ABSTRACT = isAbstractBaseClass<T>::VALUE >
struct Create
{
  static T* create()
  {
    return new T();
  }
};

// specialize Create for abstract base classes
template<typename T>
struct Create<T, 1>
{
  static T* create()
  {
    std::cout << "Cannot create and Abstract Base Class!\n";
    std::cout << "Create failed on type_info::name() = " << typeid(T).name() << "\n";
    return 0;
  }
};

struct Foo
{
  Foo() { std::cout << "Foo created\n"; }
};

struct Baz
{
  virtual void bar() = 0; // make this an Abstract Base Class
};

// template specialize on Baz to mark it as an Abstract Base Class
// My Question: is it possible to automatically determine this at compile-time?
template<> class isAbstractBaseClass<Baz> { enum { VALUE = 1 }; };


int main()
{
  std::cout << "Attempting to create a Foo class.\n";
  delete Create<Foo>::create();

  std::cout << "Attempting to create a Baz class.\n";
  delete Create<Baz>::create();

  return 0;
}

输出：

> c++ abstract.cpp && ./a.out 试图创建一个 Foo 类。 Foo 创建 试图创建一个 Baz 类。 无法创建和抽象基类！ 在 type_info::name() = 3Baz 上创建失败

edit 1 @jwismar 向我指出了 Boost 的 is_abstract 实现。老实说，查看代码并试图推断 boost 在做什么是非常痛苦的。有人可以总结出他们使用的是什么技巧吗？ （edit 2 实际上，我查看了错误的代码，我在下面的编辑 2 中发现了它）

@raj 是的，有一个约束是类必须有一个默认的公共构造函数。它并不完全通用，但它为我关心的 99% 的类型提供了功能。添加 create() 方法不是一个选项，因为我不控制一些被包装的类（第 3 方代码）。

@DennisZickefoose 代码确实可以编译——使用模板特化来处理 ABC。是的，可以改进设计以确保使用 ABC 实例化 create() 方法的代码不会这样做，但该代码还执行其他对 ABC 和非 ABC 有意义的职责。在这一点上，这将是一次重大的重写，我正在寻找一个更短期的解决方案。

@raj 和@DennisZickefoose 都对示例的设计和底层代码库提出了很好的观点，但我真的只对该主题的问题感兴趣，即如何在编译时确定类型的 ABC 性。最好没有Boost。我提出这种需求的理由与手头的问题是正交的。

编辑 2 由于没有 100 名声望，我无法回答我自己的问题，所以我将在此处发布我的答案：

我能够理解 Boost is_abstract 代码，足以创建一个满足我需要的 isAbstractBaseClass 版本。在 ABC 类型的情况下，它使用SFINAE 回退到 check_sig(...) 版本。

template<class T>
struct isAbstractBaseClass
{
  // Inspired by boost/type_traits/is_abstract.hpp
  // Deduction fails if T is void, function type, 
  // reference type (14.8.2/2)or an abstract class type 
  // according to review status issue #337
  template<class U>
  static char check_sig(U (*)[1]);
  template<class U>
  static short check_sig(...);
  //
  enum { VALUE = sizeof(isAbstractBaseClass<T>::template check_sig<T>(0)) - 1 };
};

Answer 1

Boost Type Traits 库有一个is_abstract 函子。您可以直接使用它，也可以查看实现，看看他们是如何处理的。

Answer 2

或者只是删除这个：

// specialize Create for abstract base classes
template<typename T>
struct Create<T, 1>
{
  static T* create()
  {
    std::cout << "Cannot create and Abstract Base Class!\n";
    std::cout << "Create failed on type_info::name() = " << typeid(T).name() << "\n";
    return 0;
  }
};

那么当您尝试创建 abc 时，编译器只会发出错误。