C++17如何测试class有一个成员变量？

Question

我正沿着这条路走

struct S {
  static constexpr int extra=5;
};

struct V {
};


template <typename T>
void f()
{  
  if (std::is_same_v<decltype(T::extra), int>)
    std::cout<< "extra exists" <<std::endl;
}

但调用 f<S>() 失败，因为

std::is_same_v<decltype(S::extra), int> == 0

和f<V>()不编译

Answer 1

观察到decltype(T::extra)（当T是S）是int const（是constexpr所以也是const），不是int。这解释了为什么 f<S>() 失败。

我想有很多方法可以测试 class 是否有成员变量。

一个可能的解决方案是开发一些东西作为

void type_extra (...);

template <typename T>
auto type_extra (T t) -> decltype(t.extra);

template <typename T>
using type_extra_t = decltype(type_extra(std::declval<T>()));

现在可以这样写f()

template <typename T>
void f()
{  
  if ( not std::is_same_v<type_extra_t<T>, void> )
   {
     std::cout<< "extra exists" <<std::endl;

     if ( std::is_same_v<type_extra_t<T>, int> )
        std::cout<< "(and is int)" << std::endl;
   }
}

注意现在 type_extra_t<S> 是 int，而不是 int const；这样（从函数的 returned 类型获取类型）松散了变量的常量性。

如果你想保持常量，你可以return一个函数的引用（所以它return一个int const &在S的情况下）

template <typename T>
auto type_extra (T t) -> decltype(t.extra) &;

并从 using 中删除引用（因此，在 S 的情况下，int const & 变为 int const）

template <typename T>
using type_extra_t
   = std::remove_reference_t<decltype(type_extra(std::declval<T>()))>;

Answer 2

如果您被困在 c++17，您可以添加一些基础设施来使这样的检测更容易。

检测成语

最 reusable/consistent 检测此类功能的方法是通过模板中的 Detection idiom, which leverages SFINAE through std::void_t。

这可以从 cppreference 的 std::experimental::is_detected 页面逐字获取。这有效地为 C++17 提供了以类似于 C++20 概念的方式检测特征的能力；并且基础设施可以很容易地重复用于几乎任何检测。

您需要的基础知识是：

#include <type_traits>

namespace detail {
template <class Default, class AlwaysVoid,
          template<class...> class Op, class... Args>
struct detector {
  using value_t = std::false_type;
  using type = Default;
};
 
template <class Default, template<class...> class Op, class... Args>
struct detector<Default, std::void_t<Op<Args...>>, Op, Args...> {
  using value_t = std::true_type;
  using type = Op<Args...>;
};
 
} // namespace detail
 
struct nonesuch{};

template <template<class...> class Op, class... Args>
using is_detected = typename detail::detector<nonesuch, void, Op, Args...>::value_t;

^{注：上述基础设施可重复用于任何检测。它是 C++17 中非常有用的可重用工具。}

使用 is_detected，您所需要的只是一个 检测器 ，它只是一个模板别名，其计算结果为 decltype 表达式，可能，也可能不存在。

所以在你的情况下，要有条件地检测 T::extra 的存在，你可以使用像这样的简单检测器来做到这一点：

template <typename T>
using detect_extra = decltype(T::extra);

现在把它们放在一起，您可以使用这个检测器有条件地切换分支：

if constexpr (is_detected<detect_extra,T>::value) {
    // Only do code if 'T' has 'T::extra' (e.g. 'S')
} else {
    // Only do code if 'T' does not have 'T::extra' (e.g. 'V')
}

Live Example

如果对特定类型的等效转换很重要，例如extra需要转换为int，您还可以使用is_detected_convertible 并使用检测器检查是否结果可以转换为所需的类型。再次使用相同的 cppreference 页面，您可以将 is_detected_convertible 定义为：

template <template<class...> class Op, class... Args>
using detected_t = typename detail::detector<nonesuch, void, Op, Args...>::type;

template <class To, template<class...> class Op, class... Args>
using is_detected_convertible = std::is_convertible<detected_t<Op, Args...>, To>;

这允许检查改为：

if constexpr (is_detected_convertible<int, detect_extra, T>::value) {
    // Only do code if 'T' has 'T::extra' convertible to int (e.g. 'S')
} else {
    // Only do code if 'T' does not have 'T::extra', or is not int
}

Live Example

概念（仅限 C++20+）

如果您可以访问 c++20 及以后的内容，concept 会使这变得更加简单——因为您可以简单地使用 concept + requires 子句，例如：

#include <concepts> // std::same_as

template <typename T>
concept HasExtra = requires(T) {
  {T::extra} -> std::same_as<int>;
};

if constexpr (HasExtra<T>) {
    // Only do code if 'T' has 'T::extra' and is 'int' (e.g. 'S')
} else {
    // Only do code if 'T' does not have 'T::extra' (e.g. 'V')
}

Live Example

C++17如何测试class有一个成员变量？

C++17 how to test class has a member variable?

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检测成语

概念（仅限 C++20+）