虚函数和泛型编程

Question

假设我有一个这样的模板class：

template <class T>
class Foo
{
public:

    explicit Foo(const T& value)
        : m_Value(value)
    {
    }

    bool Bar(const T& value)
    {
        return m_Value == value;
    }

private:

    T m_Value;
};

假设我还有一些其他用户类型，例如：

class A
{
};

那么这段代码是完全有效的，即使 class A 没有定义相等运算符：

int main(int argc, char* argv[])
{
    A a;
    Foo<A> foo(a);

    return 0;
}

但是如果我将 Foo::Bar() 设为虚拟：

    virtual bool Bar(const T& value)
    {
        return m_Value == value;
    }

代码不再编译：

error C2676: binary '==': 'A' 未定义此运算符或将类型 acceptable 转换为预定义运算符

我完全理解为什么这是个问题。如果我错了请纠正我，但我的理解是因为该函数是虚拟的，编译器必须编译该函数（即使它从未被调用过）以便它可以在 [ 的 v-table 中引用它=33=]Foo.

我想知道是否有办法解决这个问题。我想要一个模板 class 来处理可能只实现部分接口的泛型类型。只要不使用缺失的位，代码应该可以正常编译。这与许多 STD 容器的工作方式类似，但它们不使用虚函数。

我该怎么做？有没有优雅的解决方案？

Answer 1

正如上面 Kerrek SB 所解释的，虚函数总是在实例化模板时实例化。因此，如果不使用虚方法并且无法编译，以防万一它被使用并且 class 你想要wrap 不提供自己的 operator==.

但是你可以让程序在运行时崩溃（assert/terminate）或者抛出异常。

免责声明：我不认为做你想做的事是个好主意，因为它允许创建 classes 而不是不支持他们声称提供的界面。使用以下内容需要您自担风险。

这里的方法是为您要提供的每个方法使用自定义类型特征，即使包装的 class 本身没有实现它。在你上面的例子中，这只是 operator==，相应的代码看起来像这样：

namespace traits {
template <typename T>
using operator_eq_t = decltype(std::declval<T>() == std::declval<T>());

template <typename, typename = void>
struct has_operator_eq : std::false_type {};

// check that operator== is defined and returns the correct type `bool`.
template <typename T>
struct has_operator_eq<T, std::void_t<operator_eq_t<T>>> 
    : std::is_same<operator_eq_t<T>, bool> {}; 
} // namespace traits

如果您无法访问 c++1z，但您可以制作自己的 std::void_t 版本，其他所有内容均适用于 C++14:

template <typename...>
using void_t = void

有了它，您可以创建带有标签调度的包装器 class 模板：

template <typename T>
class Foo : public IFoo<T> {
public:
    explicit Foo(T const& value)
        : m_Value(value) {
    }

    bool Bar(T const& value) override {
        return BarImpl(value, traits::has_operator_eq<T>{});
    }

private:
    T m_Value;

    bool BarImpl(T const& value, std::false_type) {
        // some sensible default, in this case you might
        // consider just to return false
        assert(!"Called `Bar` on class that does not implement `operator==`.");
        throw std::logic_error("Called `Bar` on class that does not implement `operator==`.");
    }

    bool BarImpl(T const& value, std::true_type) {
        return value == m_Value;
    }
};

可以找到一个工作示例 here。

虚函数和泛型编程

Virtual Functions and Generic Programming

c++

templates

vtable