C++ 11实现检查是否存在特定的成员函数

问题提出

最近工作中遇到这样一个需求：实现一个ToString函数将类型T转换到字符串，如果类型T中含有同名方法ToString则直接调用。

这样一个ToString实现可以使用std::enable_if来做到，但是这里的难点在于如何判断类型T中存在这样一个ToString方法，以便可以放入enable_if中做SFINAE。

检查类中是否存在特定成员

相同的问题在知乎上有人提出过，@孙明琦的答案提供了一个用于检测特定检测子U在类型T下是否有效的检测器is_detected_v。其中用到了一个C++17的std::void_t，考虑到目前C++17还没得用，这个实现只作参考之用（事实上C++17自带了一个这样的检测器，并不需要自己写这样的模板）。

经人提醒，我参考了下标准库在实现swap上做的努力，看到了这样的写法：

namespace __swappable_details {
 using std::swap;
 
 struct __do_is_swappable_impl
 {
  template <typename _Tp, typename
    = decltype(swap(std::declval<_Tp&>(), std::declval<_Tp&>()))>
  static true_type __test(int);
 
  template <typename>
  static false_type __test(...);
 };
}
 
template <typename _Tp>
struct __is_swappable_impl
 : public __swappable_details::__do_is_swappable_impl
{
 typedef decltype(__test<_Tp>(0)) type;
};
 
template <typename _Tp>
struct __is_swappable
 : public __is_swappable_impl<_Tp>::type
{};

简单分析可以看到__is_swappable被用来检查是否存在一个swap函数接受T作为参数，很有趣的是__test函数，如果存在swap函数满足条件，那么test(int)这个重载版本就会被选中。而如果不满足条件，因为推导失败就剩下了test(…)这个版本。通过这一手段，再设置下返回值分别为true和false，就实现了这样的一个检测过程。

按图索骥，检查是否存在成员ToString的模板就可以这么写：

namespace details
{
 struct HasMemberToStringValidator
 {
  template <typename T, typename = decltype(&T::ToString)>
  static std::true_type Test(int);
 
  template <typename>
  static std::false_type Test(...);
 };
}
 
template <typename T>
struct HasMemberToString :
 public decltype(details::HasMemberToStringValidator::Test<T>(0))
{};

HasMemberToString::value就是T中是否存在该成员的计算结果。

检测是否存在特定成员函数

但是上述代码有个问题，如果类T中的ToString是个成员变量，上述检测也会返回true。

解决这一问题的手段是去调用T::ToString，如果这个ToString可以被调用并能生成返回值，就认为这是个成员函数（严谨的讲，这个过程是确认T::ToString是callable的，但是callable的玩意不一定就是成员函数，然而实际使用并不需要这样细分）。

这里的另一个问题是，因为ToString是成员函数，那么decltype(T::ToString())这种手段就行不通了，因为成员函数必须带对象进行调用。既然必须要一个对象，那么这里的解决方法就是用上declval来产生一个对象，再用decltype获取返回值类型。

按照这个思路，验证过程被改动成：

struct HasMemberToStringValidator
{
 template <typename T, typename U =
  typename std::decay<decltype(std::declval<T>().ToString())>::type,
  typename = typename std::enable_if<std::is_same<std::string, U>::value>::type>
 static std::true_type Test(int);
 
 template <typename>
 static std::false_type Test(...);
};

这个升级版本除了能检查是否存在成员函数ToString以外还对返回值做了限定，确保返回的是string。以此类推，还能检查返回是否是u16string、u32string。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对猪先飞的支持。