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如何检测类是否有成员变量?

sfinae templates c++

Fantastic Mr Fox · 技术社区 · 7 年前

我想检测一个类是否有成员变量,如果有则使静态断言失败。比如:

struct b {
    int a;
}
static_assert(!has_member_variables<b>, "Class should not contain members"). // Error.

struct c {
    virtual void a() {}
    void other() {}
}
static_assert(!has_member_variables<c>, "Class should not contain members"). // Fine.

struct d : c {
}
static_assert(!has_member_variables<d>, "Class should not contain members"). // Fine.

struct e : b {
}
static_assert(!has_member_variables<e>, "Class should not contain members"). // Error.

struct f : c {
    char z;
}
static_assert(!has_member_variables<f>, "Class should not contain members"). // Error.

有没有一种方法可以通过SFINAE模板实现这一点?此类可能具有继承性,甚至具有虚拟函数的多重继承性(尽管基类中没有成员)。

我有一个非常简单的设置如下:

class iFuncRtn {
    virtual Status runFunc(Data &data) = 0;
};

template <TRoutine, TSpecialDataType>
class FuncRoutineDataHelper : public iFuncRtn {
    Status runFunc(Data &data) {
        static_assert(!has_member_variables<TRoutine>, "Routines shouldnt have data members!");
        // Prepare special data for routine
        TSpecialDataType sData(data);
        runFuncImpl(sData);
}

class SpecificRtn : 
    public FuncRoutineDataHelper<SpecificRtn, MySpecialData> {
    virtual Status runFuncImpl(MySpecialData &sData) {
        // Calculate based on input 
        sData.setValue(someCalculation);
    }
};

这个 FunctionalityRoutine DataHelper

2 回复 | 直到 7 年前

joe_chip 7 年前

您可以通过依赖于编译器执行空基类优化,通过检查是否有一个类派生自您的 T 与具有虚拟函数的空类大小相同:

template<typename T, typename... BaseClasses>
class IsEmpty
{
    // sanity check; see the updated demo below
    static_assert(IsDerivedFrom<T, BaseClasses...>::value);

    struct NonDerived : BaseClasses... { virtual ~NonDerived() = default; };
    struct Derived : T { virtual ~Derived() = default; };

public:
    inline static constexpr bool value = (sizeof(NonDerived) == sizeof(Derived));
};

这应该适用于单继承和多继承。但是,在使用多重继承时,必须列出所有基类,如下所示:

static_assert(IsEmpty<Derived, Base1, Base2, Base3>::value);

显然,这个解决方案排除了 final

Here's the updated demo.

~~Here's the original demo. (不适用于多重继承)~~

Beeeaaar 7 年前

任何使用sizeof的答案都不能保证它在平台、编译器甚至同一平台和编译器上的类之间工作,因为可以很容易地将新成员放入默认的类成员对齐方式中,其中sizeof的大小很容易在子类中结束。

背景:

正如你的代码和问题中所说的,所有这些都只是简单的C和C++代码,完全是在编译时解决的。编译器将告诉您成员是否存在。在编译之后,它是一个高效的、无名的机器代码的混合体,没有任何提示或帮助。

在编译之后,您为函数或数据成员使用的任何名称实际上都会消失,因为您知道它并在那里看到它,因此无法按名称查找任何成员。每个数据成员仅通过其相对于类或结构顶部的数值偏移量来确定。

像.Net、Java等系统都是为反射而设计的,反射是按名称记住类成员的能力,在运行程序时可以在运行时找到它们。

C++中的模板,除非混合模式C++在.NET之类的东西上,也都在编译时解决了,而且名字也会全部消失,所以模板自己买不到。

像Objective-C这样的语言在某些类型的特殊成员丢失的情况下也不一定会失败,这与您所要求的类似,但是在其使用大量支持代码和运行时管理来独立跟踪的情况下,实际函数本身和它的代码仍然不被注意,并且依赖于其他代码来告诉它们是否存在一个成员,或者是否在空成员上失败。

在纯C或C++中,你只需要制作自己的系统,并动态跟踪什么是什么。您可以创建枚举、列表或名称字符串字典。这是通常的做法,你只需给自己留下提示。如果不使用某种形式if-RTTI,则类的编译方式就不能根据定义为将来的子类提供隐式可见性。

将类型成员放在类上是很常见的,因为这个原因可能是一个简单的枚举。我不会指望大小或任何可能依赖于平台的东西。