C++ 元编程检查类型是否存在

Question

下面的源代码摘自MongoDB。

我理解

detect_clone_factory_type_member_impl

的目的是检查类型

T

是否拥有

clone_factory_type

。然而，令我困惑的是，由于

Derived

继承自

T

和

Fallback

，无论

T

是否有

clone_factory_type

，

Derived

都应该拥有

clone_factory_type

。这是否意味着应该始终选择第一个测试函数

No& test(typename U::clone_factory_type*)

？

当我实际进行实验时，这个例程按预期工作，这让我很好奇这个机制是如何运作的。我很欣赏各种专业人士的专业知识。

template <typename T>
struct detect_clone_factory_type_member_impl {
    struct Fallback {
        struct clone_factory_type {};
    };

    struct Derived : T, Fallback {};

    using Yes = char[2];
    using No = char[1];

    template <typename U>
    static No& test(typename U::clone_factory_type*);

    template <typename U>
    static Yes& test(U*);

    static constexpr bool value = sizeof(test<Derived>(nullptr)) == sizeof(Yes);

    using type = typename std::integral_constant<bool, value>::type;
};

Answer 1

这是 C++ 模板元编程中 SFINAE（替换失败不是错误）的经典示例。让我们分解一下代码的工作原理：

定义了主模板“detect_clone_factory_type_member_impl”，其中包含一个嵌套结构 Fallback 以及一个内部结构“clone_factory_type”。

在'detect_clone_factory_type_member_impl'内部，定义了另一个嵌套结构Derived，它继承自T和Fallback。

定义了两个使用别名，Yes 和 No。 Yes 是一个大小为 2 的数组，而 No 是一个大小为 1 的数组。

定义了两个名为test的重载静态成员函数：

一个版本采用指向类型 typename U::clone_factory_type* 的指针作为参数。 另一个版本采用指向任何类型 U* 的指针作为参数。 测试函数分别返回对 Yes 和 No 的引用。

定义了一个静态constexpr布尔变量值，通过调用sizeof(test(nullptr)) == sizeof(Yes)来初始化。这将检查 Derived 测试的重载决策是否成功。

类型别名定义为 std::integral_constant::type，它将生成的布尔值作为类型。

现在，让我们考虑一下调用 test(nullptr) 时重载决策期间会发生什么：

如果 T 有一个嵌套类型clone_factory_type，那么 test 的第一次重载将是更好的匹配，因为 typename U::clone_factory_type* 比 U* 更好的匹配。因此，sizeof(test(nullptr)) 将等于 sizeof(Yes)。

如果T没有嵌套类型clone_factory_type，那么第一次重载的test将会因为SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）而被丢弃。在这种情况下，将选择 test 的第二个重载，并且 sizeof(test(nullptr)) 将等于 sizeof(No)。

根据sizeof(test(nullptr))的结果，设置value的值，判断T是否有嵌套类型clone_factory_type。

总而言之，这种机制允许编译器根据T是否具有嵌套类型clone_factory_type，使用SFINAE来选择测试函数的适当重载。

希望这对您有帮助。