是否有可能编写一个模板，根据某个成员函数是否定义在类上而改变行为?
下面是我想写的一个简单的例子:
template<class T>
std::string optionalToString(T* obj)
{
if (FUNCTION_EXISTS(T->toString))
return obj->toString();
else
return "toString not defined";
}
因此，如果类T定义了toString()，那么它就使用它;否则，它就不会。我不知道如何做的神奇部分是“FUNCTION_EXISTS”部分。
当前回答
这个问题很老了，但是在c++ 11中，我们有了一种新的方法来检查函数是否存在(或者任何非类型成员是否存在)，再次依赖SFINAE:
template<class T>
auto serialize_imp(std::ostream& os, T const& obj, int)
-> decltype(os << obj, void())
{
os << obj;
}
template<class T>
auto serialize_imp(std::ostream& os, T const& obj, long)
-> decltype(obj.stream(os), void())
{
obj.stream(os);
}
template<class T>
auto serialize(std::ostream& os, T const& obj)
-> decltype(serialize_imp(os, obj, 0), void())
{
serialize_imp(os, obj, 0);
}
现在来解释一下。首先，我使用表达式SFINAE从重载解析中排除序列化(_imp)函数，如果decltype中的第一个表达式无效(即函数不存在)。
void()用于使所有这些函数的返回类型为空。
如果os << obj重载都可用，则使用0参数优先选择os << obj重载(字面量0是int类型，因此第一个重载是更好的匹配)。
现在，您可能需要一个trait来检查函数是否存在。幸运的是，这很容易写出来。不过，请注意，您需要为可能需要的每个不同函数名自己编写trait。
#include <type_traits>
template<class>
struct sfinae_true : std::true_type{};
namespace detail{
template<class T, class A0>
static auto test_stream(int)
-> sfinae_true<decltype(std::declval<T>().stream(std::declval<A0>()))>;
template<class, class A0>
static auto test_stream(long) -> std::false_type;
} // detail::
template<class T, class Arg>
struct has_stream : decltype(detail::test_stream<T, Arg>(0)){};
生活的例子。
And on to explanations. First, sfinae_true is a helper type, and it basically amounts to the same as writing decltype(void(std::declval<T>().stream(a0)), std::true_type{}). The advantage is simply that it's shorter. Next, the struct has_stream : decltype(...) inherits from either std::true_type or std::false_type in the end, depending on whether the decltype check in test_stream fails or not. Last, std::declval gives you a "value" of whatever type you pass, without you needing to know how you can construct it. Note that this is only possible inside an unevaluated context, such as decltype, sizeof and others.
注意，decltype不一定是必需的，因为sizeof(以及所有未求值的上下文)得到了增强。只是decltype已经交付了一个类型，因此更简洁。下面是其中一个重载的sizeof版本:
template<class T>
void serialize_imp(std::ostream& os, T const& obj, int,
int(*)[sizeof((os << obj),0)] = 0)
{
os << obj;
}
由于同样的原因，int和long形参仍然存在。数组指针用于提供可以使用sizeof的上下文。
其他回答
下面是我的版本，它可以任意处理所有可能的成员函数重载，包括模板成员函数，可能带有默认实参。当成员函数调用某个类类型时，它区分了3种互斥的情况，给定的arg类型:(1)有效，或(2)模糊，或(3)不可用。使用示例:
#include <string>
#include <vector>
HAS_MEM(bar)
HAS_MEM_FUN_CALL(bar)
struct test
{
void bar(int);
void bar(double);
void bar(int,double);
template < typename T >
typename std::enable_if< not std::is_integral<T>::value >::type
bar(const T&, int=0){}
template < typename T >
typename std::enable_if< std::is_integral<T>::value >::type
bar(const std::vector<T>&, T*){}
template < typename T >
int bar(const std::string&, int){}
};
现在你可以这样使用它:
int main(int argc, const char * argv[])
{
static_assert( has_mem_bar<test>::value , "");
static_assert( has_valid_mem_fun_call_bar<test(char const*,long)>::value , "");
static_assert( has_valid_mem_fun_call_bar<test(std::string&,long)>::value , "");
static_assert( has_valid_mem_fun_call_bar<test(std::vector<int>, int*)>::value , "");
static_assert( has_no_viable_mem_fun_call_bar<test(std::vector<double>, double*)>::value , "");
static_assert( has_valid_mem_fun_call_bar<test(int)>::value , "");
static_assert( std::is_same<void,result_of_mem_fun_call_bar<test(int)>::type>::value , "");
static_assert( has_valid_mem_fun_call_bar<test(int,double)>::value , "");
static_assert( not has_valid_mem_fun_call_bar<test(int,double,int)>::value , "");
static_assert( not has_ambiguous_mem_fun_call_bar<test(double)>::value , "");
static_assert( has_ambiguous_mem_fun_call_bar<test(unsigned)>::value , "");
static_assert( has_viable_mem_fun_call_bar<test(unsigned)>::value , "");
static_assert( has_viable_mem_fun_call_bar<test(int)>::value , "");
static_assert( has_no_viable_mem_fun_call_bar<test(void)>::value , "");
return 0;
}
下面是用c++11编写的代码，但是，你可以很容易地将它移植到具有typeof扩展的非c++11(例如gcc)。你可以用你自己的宏替换HAS_MEM宏。
#pragma once
#if __cplusplus >= 201103
#include <utility>
#include <type_traits>
#define HAS_MEM(mem) \
\
template < typename T > \
struct has_mem_##mem \
{ \
struct yes {}; \
struct no {}; \
\
struct ambiguate_seed { char mem; }; \
template < typename U > struct ambiguate : U, ambiguate_seed {}; \
\
template < typename U, typename = decltype(&U::mem) > static constexpr no test(int); \
template < typename > static constexpr yes test(...); \
\
static bool constexpr value = std::is_same<decltype(test< ambiguate<T> >(0)),yes>::value ; \
typedef std::integral_constant<bool,value> type; \
};
#define HAS_MEM_FUN_CALL(memfun) \
\
template < typename Signature > \
struct has_valid_mem_fun_call_##memfun; \
\
template < typename T, typename... Args > \
struct has_valid_mem_fun_call_##memfun< T(Args...) > \
{ \
struct yes {}; \
struct no {}; \
\
template < typename U, bool = has_mem_##memfun<U>::value > \
struct impl \
{ \
template < typename V, typename = decltype(std::declval<V>().memfun(std::declval<Args>()...)) > \
struct test_result { using type = yes; }; \
\
template < typename V > static constexpr typename test_result<V>::type test(int); \
template < typename > static constexpr no test(...); \
\
static constexpr bool value = std::is_same<decltype(test<U>(0)),yes>::value; \
using type = std::integral_constant<bool, value>; \
}; \
\
template < typename U > \
struct impl<U,false> : std::false_type {}; \
\
static constexpr bool value = impl<T>::value; \
using type = std::integral_constant<bool, value>; \
}; \
\
template < typename Signature > \
struct has_ambiguous_mem_fun_call_##memfun; \
\
template < typename T, typename... Args > \
struct has_ambiguous_mem_fun_call_##memfun< T(Args...) > \
{ \
struct ambiguate_seed { void memfun(...); }; \
\
template < class U, bool = has_mem_##memfun<U>::value > \
struct ambiguate : U, ambiguate_seed \
{ \
using ambiguate_seed::memfun; \
using U::memfun; \
}; \
\
template < class U > \
struct ambiguate<U,false> : ambiguate_seed {}; \
\
static constexpr bool value = not has_valid_mem_fun_call_##memfun< ambiguate<T>(Args...) >::value; \
using type = std::integral_constant<bool, value>; \
}; \
\
template < typename Signature > \
struct has_viable_mem_fun_call_##memfun; \
\
template < typename T, typename... Args > \
struct has_viable_mem_fun_call_##memfun< T(Args...) > \
{ \
static constexpr bool value = has_valid_mem_fun_call_##memfun<T(Args...)>::value \
or has_ambiguous_mem_fun_call_##memfun<T(Args...)>::value; \
using type = std::integral_constant<bool, value>; \
}; \
\
template < typename Signature > \
struct has_no_viable_mem_fun_call_##memfun; \
\
template < typename T, typename... Args > \
struct has_no_viable_mem_fun_call_##memfun < T(Args...) > \
{ \
static constexpr bool value = not has_viable_mem_fun_call_##memfun<T(Args...)>::value; \
using type = std::integral_constant<bool, value>; \
}; \
\
template < typename Signature > \
struct result_of_mem_fun_call_##memfun; \
\
template < typename T, typename... Args > \
struct result_of_mem_fun_call_##memfun< T(Args...) > \
{ \
using type = decltype(std::declval<T>().memfun(std::declval<Args>()...)); \
};
#endif
这是个不错的小难题——好问题!
这里有一个替代Nicola Bonelli的解决方案，它不依赖于非标准typeof运算符。
不幸的是，它不能在GCC (MinGW) 3.4.5或Digital Mars 8.42n上工作，但它可以在所有版本的MSVC(包括VC6)和Comeau c++上工作。
较长的注释块有关于它如何工作(或应该如何工作)的详细信息。正如它所说，我不确定哪些行为符合标准-我欢迎对此发表评论。
更新- 2008年11月7日:
看起来，虽然这段代码在语法上是正确的，但MSVC和Comeau c++所显示的行为并不符合标准(感谢Leon Timmermans和litb为我指明了正确的方向)。c++ 03标准说:
14.6.2依赖名称[temp.dep] 段3 在类模板定义中 或类模板的成员，如果 类模板的基类 类型取决于模板参数 基类范围不检查 在非限定名称查找期间 在定义的时候 类的模板或成员 类模板的实例化或 成员。
因此，当MSVC或Comeau考虑T的toString()成员函数在模板实例化时在doToString()中的调用站点执行名称查找时，这看起来是不正确的(尽管它实际上是我在本例中寻找的行为)。
GCC和Digital Mars的行为看起来是正确的——在这两种情况下，非成员toString()函数都绑定到调用。
老鼠-我以为我可能找到了一个聪明的解决方案，但我发现了几个编译器错误…
#include <iostream>
#include <string>
struct Hello
{
std::string toString() {
return "Hello";
}
};
struct Generic {};
// the following namespace keeps the toString() method out of
// most everything - except the other stuff in this
// compilation unit
namespace {
std::string toString()
{
return "toString not defined";
}
template <typename T>
class optionalToStringImpl : public T
{
public:
std::string doToString() {
// in theory, the name lookup for this call to
// toString() should find the toString() in
// the base class T if one exists, but if one
// doesn't exist in the base class, it'll
// find the free toString() function in
// the private namespace.
//
// This theory works for MSVC (all versions
// from VC6 to VC9) and Comeau C++, but
// does not work with MinGW 3.4.5 or
// Digital Mars 8.42n
//
// I'm honestly not sure what the standard says
// is the correct behavior here - it's sort
// of like ADL (Argument Dependent Lookup -
// also known as Koenig Lookup) but without
// arguments (except the implied "this" pointer)
return toString();
}
};
}
template <typename T>
std::string optionalToString(T & obj)
{
// ugly, hacky cast...
optionalToStringImpl<T>* temp = reinterpret_cast<optionalToStringImpl<T>*>( &obj);
return temp->doToString();
}
int
main(int argc, char *argv[])
{
Hello helloObj;
Generic genericObj;
std::cout << optionalToString( helloObj) << std::endl;
std::cout << optionalToString( genericObj) << std::endl;
return 0;
}
c++允许SFINAE用于此(注意，在c++ 11特性中，这更简单，因为它支持在几乎任意表达式上扩展SFINAE -下面的代码是为使用常见的c++ 03编译器而设计的):
#define HAS_MEM_FUNC(func, name) \
template<typename T, typename Sign> \
struct name { \
typedef char yes[1]; \
typedef char no [2]; \
template <typename U, U> struct type_check; \
template <typename _1> static yes &chk(type_check<Sign, &_1::func > *); \
template <typename > static no &chk(...); \
static bool const value = sizeof(chk<T>(0)) == sizeof(yes); \
}
上面的模板和宏尝试实例化一个模板，给它一个成员函数指针类型，以及实际的成员函数指针。如果类型不匹配，SFINAE会导致模板被忽略。用法:
HAS_MEM_FUNC(toString, has_to_string);
template<typename T> void
doSomething() {
if(has_to_string<T, std::string(T::*)()>::value) {
...
} else {
...
}
}
但是注意，你不能在if分支中调用toString函数。由于编译器将在两个分支中检查有效性，因此在函数不存在的情况下会失败。一种方法是再次使用SFINAE (enable_if也可以从boost中获得):
template<bool C, typename T = void>
struct enable_if {
typedef T type;
};
template<typename T>
struct enable_if<false, T> { };
HAS_MEM_FUNC(toString, has_to_string);
template<typename T>
typename enable_if<has_to_string<T,
std::string(T::*)()>::value, std::string>::type
doSomething(T * t) {
/* something when T has toString ... */
return t->toString();
}
template<typename T>
typename enable_if<!has_to_string<T,
std::string(T::*)()>::value, std::string>::type
doSomething(T * t) {
/* something when T doesnt have toString ... */
return "T::toString() does not exist.";
}
享受使用它的乐趣。它的优点是它也适用于重载的成员函数，也适用于const成员函数(记得使用std::string(T::*)() const作为成员函数指针类型!)
这是我在c++ 20中发现的最简洁的方法，非常接近你的问题:
template<class T>
std::string optionalToString(T* obj)
{
if constexpr (requires { obj->toString(); })
return obj->toString();
else
return "toString not defined";
}
在godbolt上观看:https://gcc.godbolt.org/z/5jb1d93Ms
我的观点是:在不为每一个都创建冗长的类型特征，或使用实验特性或长代码的情况下，普遍地确定某个东西是否可调用:
template<typename Callable, typename... Args, typename = decltype(declval<Callable>()(declval<Args>()...))>
std::true_type isCallableImpl(Callable, Args...) { return {}; }
std::false_type isCallableImpl(...) { return {}; }
template<typename... Args, typename Callable>
constexpr bool isCallable(Callable callable) {
return decltype(isCallableImpl(callable, declval<Args>()...)){};
}
用法:
constexpr auto TO_STRING_TEST = [](auto in) -> decltype(in.toString()) { return {}; };
constexpr bool TO_STRING_WORKS = isCallable<T>(TO_STRING_TEST);
