Question

我正在写一个实体entity component system game engine。作为其一部分，我编写了一个Manager类，该类将注册各种IBase实现，并在以后允许我实例化这些实现。下面是我希望如何使用它的示例。

class Manager{
    public:
        template<class T>
        void registerDerived()
        { /*Register a Derived with the Manager*/ };

        template<class T>
        T createDerived()
        {   /*if T is not registered, throw an error*/
            return T();};
};

struct IBase{
};

struct Derived1 : public IBase{
};

struct Derived2 : public IBase{
};

如评论中所述，我在template<class T>Manager::createDerived()中有代码，该代码检查是否已使用Base注册了template<class T>Manager::registerDerived()的特定实现，以及是否尚未注册它。引发错误。这项检查是微不足道的，为了使事情简单起见，在代码示例中没有列出。

这是我的问题：是否可以将此检查移至编译时，而不是等到运行时？似乎在运行时应该有足够的信息来做出此确定。

到目前为止，我已经探索/了解了SFINAE，这似乎是采取的方法，但是我无法弄清楚如何在特定情况下使这些成语起作用。 This link很好地概述了SFINAE的基本用法，this SO问题给出了一些不错的代码片段，最后This blog post似乎可以解决我的确切情况。

这是一个完整的示例，这是我尝试实现在以下链接中找到的信息：

#include <iostream>

class Manager{
    public:
        template<class T>
        void registerDerived()
        { /*Register a Derived with the Manager*/ }

        template<class T>
        T createDerived()
        {   /*if T is not registered, throw an error*/
            return T();}
};

struct IBase{
};

struct Derived1 : public IBase{
};

struct Derived2 : public IBase{
};


template<typename T>
struct hasRegisterDerivedMethod{
    template <class, class> class checker;

    template <typename C>
    static std::true_type test(checker<C, decltype(&Manager::template registerDerived<T>)> *);

    template <typename C>
    static std::false_type test(...);

    typedef decltype(test<T>(nullptr)) type;
    static const bool value = std::is_same<std::true_type, decltype(test<T>(nullptr))>::value;
};


int main(){
    Manager myManager;
    myManager.registerDerived<Derived1>();
    // whoops, forgot to register Derived2!
    Derived1 d1 = myManager.createDerived<Derived1>(); // compiles fine, runs fine. This is expected.
    Derived2 d2 = myManager.createDerived<Derived2>(); // compiles fine, fails at runtime (due to check in createDerived)

    std::cout << std::boolalpha;

    // expect true, actual true
    std::cout << "Derived1 check = " << hasRegisterDerivedMethod<Derived1>::value << std::endl;
    // expect false, actual true
    std::cout << "Derived2 check = " << hasRegisterDerivedMethod<Derived2>::value << std::endl;

    return 0;
}

**

TL; DR

如何修改上面的代码以产生编译时错误（可能使用static_assert），而不是等到运行时才检测到错误？

**

Answer 1

恕我直言，您遇到了设计问题。 registerDerived<Derived>()是调用createDerived<Derived>()的先决条件，这一事实应在代码中表达（而不仅仅是在文档中），这样就无法进行未注册的创建。

实现此目的的一种方法是通过注册文件，该文件在注册时发布，在创建时需要。例如

#include <typeinfo>
#include <typeindex>
#include <unordered_set>

struct Manager {

    // serves as registration document
    template<typename T>
    class ticket { friend struct Manager; };

    // use SFINAE to restrict T to a derived class (assumed C++14)
    template<typename T>
    std::enable_if_t<std::is_base_of<Manager,T>::value, ticket<T> >
    registerDerived()
    {
        registeredTypes.insert(std::type_index(typeid(T)));
        return {};
    }

    template<typename T, typename... Args>
    T createDerived(ticket<T>, Args&&...args)
    {
        return T(std::forward<Args>(args)...);
    }

  private:
    std::unordered_set<std::type_index> registeredTypes;
};

struct Derived1 : Manager {};
struct Derived2 : Manager { Derived2(int); }

int main() {
    Manager manager;
    auto t1 = manager.registerDerived<Derived1>();
    auto t2 = manager.registerDerived<Derived2>();
    auto x1 = manager.createDerived(t1);
    auto x2 = manager.createDerived(t2,7);
}

请注意，对象t可能已被优化。

当然，此代码与您的代码不同，因为它需要随身携带ticket<Derived>才能进行任何创建。但是，在这个简单的示例中，注册后再创建的概念并不明智，因为以下代码将始终有效并且无需事先注册（另请参见注释中的问题）：

template<typename T, typename...Args>
T Manager::create(Args&&..args)
{
    return createDerived(register<T>(),std::forward<Args>(args)...);
}

如果每次注册的费用比我的简单示例中的费用高，那么您可以在尝试注册之前检查（如上所述使用unordered_set<type_index>）是否注册了Derived类型。 / p>

Answer 2

我认为不可能以便携式/可靠的方式来实现。

如果您对仅编译时注册感兴趣，我建议将@Configuration @ComponentScan(basePackages = "my.base.package") class ApplicationConfiguration implements WebMvcConfigurer { }设为模板类，其中模板参数为已注册类型。

我的意思是...如果您编写如下的自定义类型特征

Manager

或（如Deduplicator建议（谢谢！）），以更紧凑的方式

template <typename, typename ...>
struct typeInList;

template <typename T0, typename T1, typename ... Ts>
struct typeInList<T0, T1, Ts...> : public typeInList<T0, Ts...>
 { };

template <typename T0, typename ... Ts>
struct typeInList<T0, T0, Ts...> : public std::true_type
 { using type = T0; };

template <typename T0>
struct typeInList<T0> : public std::false_type
 { };

template <typename ... Ts>
using typeInList_t = typename typeInList<Ts...>::type;

您可以如下所述使用它来SFINAE启用/禁用// ground case: in charge only when `typename...` variadic list // is empy; other cases covered by specializations template <typename, typename...> struct typeInList : public std::false_type { }; template <typename T0, typename T1, typename ... Ts> struct typeInList<T0, T1, Ts...> : public typeInList<T0, Ts...> { }; template <typename T0, typename ... Ts> struct typeInList<T0, T0, Ts...> : public std::true_type { using type = T0; }; template <typename ... Ts> using typeInList_t = typename typeInList<Ts...>::type;

createDerived()

和template <typename ... Ts> struct Manager { template <typename T> typeInList_t<T, Ts...> createDerived () { return T(); } };可以写成如下

hasRegisterDerivedMethod

不幸的是，它在编译时有效，但不能在运行时有效，因此，如果您需要一个既可以在编译时又可以在运行时同时工作的解决方案，那么该解决方案不适合您。

以下是一个完整的工作示例

template <typename, typename>
struct hasRegisterDerivedMethod;

template <typename ... Ts, typename T>
struct hasRegisterDerivedMethod<Manager<Ts...>, T>
   : public typeInList<T, Ts...>
 { };

主题外：

#include <iostream>

template <typename, typename ...>
struct typeInList;

template <typename T0, typename T1, typename ... Ts>
struct typeInList<T0, T1, Ts...> : public typeInList<T0, Ts...>
 { };

template <typename T0, typename ... Ts>
struct typeInList<T0, T0, Ts...> : public std::true_type
 { using type = T0; };

template <typename T0>
struct typeInList<T0> : public std::false_type
 { };

template <typename ... Ts>
using typeInList_t = typename typeInList<Ts...>::type;

template <typename ... Ts>
struct Manager
 {
   template <typename T>
   typeInList_t<T, Ts...> createDerived ()
    { return T(); }
 };

struct IBase { };
struct Derived1 : public IBase{ };
struct Derived2 : public IBase{ };


template <typename, typename>
struct hasRegisterDerivedMethod;

template <typename ... Ts, typename T>
struct hasRegisterDerivedMethod<Manager<Ts...>, T>
   : public typeInList<T, Ts...>
 { };

int main ()
 {
   Manager<Derived1> myManager;
   // whoops, forgot to register Derived2!

   Derived1 d1 = myManager.createDerived<Derived1>();

   //Derived2 d2 = myManager.createDerived<Derived2>(); // compilation error!

   std::cout << std::boolalpha;

   std::cout << "Derived1 check = "
      << hasRegisterDerivedMethod<decltype(myManager), Derived1>::value
      << std::endl; // print true

   std::cout << "Derived2 check = "
      << hasRegisterDerivedMethod<decltype(myManager), Derived2>::value
      << std::endl; // print false
 }

你可以写

static const bool value = std::is_same<std::true_type, decltype(test<T>(nullptr))>::value;

如何检查在编译时是否调用了模板化方法？

TL; DR

2 个答案: