通过 static_assert 强制执行模板类型

Question

我正在尝试了解static_assert 的用处，我想知道它是否可以帮助我执行设计，如果可以，如何帮助。

我有一个通用模板类，它将自己的实现隐藏在另一个模板类中，该模板类根据模板类型的大小部分专门化。以下是此设计的简要概述：

template <class T, size_t S = sizeof(T)>
struct Helper;

template <class T>
struct Helper<T, sizeof(long)>
{
    static T bar();
};

// ... other specializations ...

template <class T>
class Foo
{
public:

    T bar()
    {
        return Helper<T>::bar();
    }
};

Foo 仅在 Helper 的特化支持 T 的大小时才受支持。例如，Foo<long> 和 Foo<unsigned long> 都受支持。然而，假设用户试图构造一个Foo<bool>。通常，这会产生错误，因为未定义 bool 的 Helper 特化，这是预期的行为。

有没有什么方法可以在这个设计中使用static_assert来为这个界面的用户提供更多有用的错误？

此外，我还想限制用户使用特定类型，即使大小可能是正确的。例如，不应允许 Foo<float>。现在，我知道执行此操作的唯一方法是通过文档中的粗体注释。 :)

Answer 1

如果它只能用于模板类的特化，则让默认模板类引发静态断言：

template <class T, size_t S = sizeof(T)>
struct Helper
{
   static_assert(sizeof(T) == -1, "You have to have a specialization for Helper!" );
}

只有在没有更好的特化时才会选择默认模板类，因此断言会上升。

您可以使用相同的技术来禁止类型，但您需要另一个模板参数用于静态断言检查。

template <class T, class G = T, size_t S = sizeof(T)>
struct Helper
{
   static_assert(sizeof(G) == -1, "You have to have a specialization for Helper!" );
}

template <class G>
struct Helper<float,G>
{
   static_assert(sizeof(G) == -1, "You can't use float !" );
}

template <>
struct Helper<int>
{
 //This is a good specialization
};

那么你可以试试这些变量：

Helper<bool> a;  //"You have to have a specialization for Helper!"
Helper<float> b; //"You can't use float !"
Helper<int> c;   //compiles OK

Answer 2

http://en.cppreference.com/w/cpp/header/type_traits

std::is_base_of 和 std::is_convertible 可以帮助您解决第一个问题，至于第二个问题，

static_assert(!std::is_same<float,T>(),"type can't be float");

希望这可以帮助其他偶然发现这个问题的人，假设 OP 可能在被问到后的 4 年内找到了答案:)

Answer 3

通过结合这里的答案和 cmets，我想出了一个更好的解决方案。

我可以像这样定义一个静态类型检查器：

template <class A, class B>
struct CheckTypes
{
    static const bool value = false;
};

template <class A>
struct CheckTypes<A, A>
{
    static const bool value = true;
};

不确定标准库中是否已经存在这样的结构。无论如何，然后在 Foo 中，我可以使用以下命令检查类型和大小：

static_assert((sizeof(T) == sizeof(long) || sizeof(T) == sizeof(int)) && !CheckTypes<T, float>::value, "Error!");