C ++类型特征:确保子类实现方法

Question

有一个虚拟类C。

我想确保从 C 继承的任何具体子类都实现函数"get"(如果没有，则有明确的编译时错误(

在这种情况下，向 C 添加虚拟的"get"函数是行不通的，因为 C 子类可以实现各种签名的 get 函数。

(在我正在研究的特定情况下，pybind11 将用于创建子类的绑定，而 pybind11 是 B 的"get"方法的健壮，具有广泛的签名(

在编译时检查一个类是否有函数可以使用类型特征来完成，例如

template<class T>
using has_get = 
decltype(std::declval<T&>().get(std::declval<int>()));

我的问题是我应该在代码中的哪个位置添加静态断言(或 smthg else(来检查"get"函数是否存在。理想情况下，这应该是 C 声明的一部分，因为对于从它继承的新用户代码来说，事情应该很容易。也可能是完全不同的方法会更好，我想听听。

Answer 1

不确定您使用的是什么标准，但是使用 C++20，您可以使用概念执行类似操作

template<typename T>
concept HasGet = requires (T a)
{
a.get();
};
template<HasGet T>
void foo(T x)
{
x.get();
}
struct Foo
{
int get() {
return 1;
}
};
struct Bar
{
};
int main()
{
foo(Foo{});
foo(Bar{});
}

错误：

<source>: In function 'int main()':
<source>:27:12: error: use of function 'void foo(T) [with T = Bar]' with unsatisfied constraints
27 |   foo(Bar{});
|            ^
<source>:8:6: note: declared here
8 | void foo(T x)
|      ^~~
<source>:8:6: note: constraints not satisfied
<source>: In instantiation of 'void foo(T) [with T = Bar]':
<source>:27:12:   required from here
<source>:2:9:   required for the satisfaction of 'HasGet<T>' [with T = Bar]
<source>:2:18:   in requirements with 'T a' [with T = Bar]
<source>:4:9: note: the required expression 'a.get()' is invalid
4 |   a.get();

编辑： 由于首选C++14，如果我了解您的要求，这是您可以在C++14中做的事情

#include <type_traits>
#include <utility>
using namespace std;
template<typename... Ts>
using void_t = void;
template<typename T, typename = void>
struct has_get
: false_type
{};
template<typename T>
struct has_get<T, void_t<decltype(declval<T>().get())>>
: true_type
{};
template<typename T>
static constexpr auto has_get_v = has_get<T>::value;
struct P
{
};
struct C1 : P
{
int get()
{
return 1;
}
};
struct C2 : P
{
float get()
{
return 1.0F;
}
};
struct C3
{
bool get()
{
return true;
}
};
template<typename T>
enable_if_t<is_base_of<P, decay_t<T>>::value && has_get_v<decay_t<T>>> foo(T x)
{
x.get();
}
int main()
{
foo(C1{});
foo(C2{});
foo(C3{});
}

错误：

<source>: In function 'int main()':
<source>:61:11: error: no matching function for call to 'foo(C3)'
61 |   foo(C3{});
|           ^
<source>:52:77: note: candidate: 'template<class T> std::enable_if_t<(std::is_base_of<P, typename std::decay<_Tp>::type>::value && has_get<typename std::decay<_Tp>::type>::value)> foo(T)'
52 | enable_if_t<is_base_of<P, decay_t<T>>::value && has_get<decay_t<T>>::value> foo(T x)
|                                                                             ^~~
<source>:52:77: note:   template argument deduction/substitution failed:
In file included from <source>:1:
/opt/compiler-explorer/gcc-10.1.0/include/c++/10.1.0/type_traits: In substitution of 'template<bool _Cond, class _Tp> using enable_if_t = typename std::enable_if::type [with bool _Cond = false; _Tp = void]':
<source>:52:77:   required by substitution of 'template<class T> std::enable_if_t<(std::is_base_of<P, typename std::decay<_Tp>::type>::value && has_get<typename std::decay<_Tp>::type>::value)> foo(T) [with T = C3]'
<source>:61:11:   required from here
/opt/compiler-explorer/gcc-10.1.0/include/c++/10.1.0/type_traits:2554:11: error: no type named 'type' in 'struct std::enable_if<false, void>'
2554 |     using enable_if_t = typename enable_if<_Cond, _Tp>::type;