c – 在元编程中强制执行不变量

发布时间：2020-12-16 07:13:02 所属栏目：百科来源：网络整理

导读：我希望能够检查元程序中使用的类的不变量.我的第一个天真的方法是 template int Nstruct digit{ static_assert((N = 0) (N 10),"bad invariant");};using boom = digit99; 然而,这编译没有任何问题.只有在构造非法类时才会触发静态断言. 添加其他模板参数时

我希望能够检查元程序中使用的类的不变量.我的第一个天真的方法是

template <int N>
struct digit
{
  static_assert((N >= 0) && (N < 10),"bad invariant");
};

using boom = digit<99>;

然而,这编译没有任何问题.只有在构造非法类时才会触发静态断言.

添加其他模板参数时可以：

#include <type_traits>

template <int N,typename = typename std::enable_if<(N >= 0) && (N < 10)>::type>
struct digit;

using crash = digit<-7>;

当我想将此技术应用于用作类型列表的类时：

#include <type_traits>

template <typename ...> struct are_integral;

template <typename T,typename ...Ts>
struct are_integral<T,Ts...>
{
  static const bool value = std::is_integral<T>::value &&
                            are_integral<Ts...>::value;
};

template <>
struct are_integral<> : std::true_type { };



template <typename ...Ts,typename = typename std::enable_if<are_integral<Ts...>::value>::type>
struct list;

using ok = list<int,long,char>;
using bad = list<double>;

由于gcc抱怨,它根本不起作用

error: parameter pack ‘Ts’ must be at the end of the template
parameter list struct list;

即使它可以工作,该类也没用,因为模板参数包不反映类型列表.

所以我试图使用“非法”基类：

template <typename> struct check;

template <typename ...Ts>
struct list : check<typename std::enable_if<are_integral<Ts...>::value>::type>
{ };

using ok = list<int,char>;
using bad = list<double>;

这编译没有问题.

有没有办法在c 11中完成类似的事情,还是我必须等待概念？

解决方法

您的问题出现是因为模板在别名时未实例化,因此static_assert不会触发.

如果这是可接受的,您可以添加一些间接并使用构建器元函数来创建编译时列表.该元函数将执行检查.

template <typename ...Ts>
struct make_list
{ 
    static_assert(are_integral<Ts...>::value,"all types must be integral");
    typedef list<Ts...> type;
};

using ok = make_list<int,char>::type;
using bad = make_list<double>::type;

另一种解决方案是使用虚拟类型将参数包包装成第一类类型.

// dummy wrapper
template <typename ...>
struct pack;

template <typename ...> struct are_integral;

// specialization for wrapped packs
template <typename ...Ts>
struct are_integral<pack<Ts...>> : are_integral<Ts...>
{
};

template <typename T,Ts...>
{
  static const bool value = std::is_integral<T>::value &&
                            are_integral<Ts...>::value;
};

template <>
struct are_integral<> : std::true_type { };

// helper type which performs the check
template <typename Pack,typename = typename std::enable_if<are_integral<Pack>::value>::type>
struct list_helper;

// actual type (alias) you will expose
template <typename ...Ts>
using list = list_helper<pack<Ts...>>;

using ok = list<int,char>;
using bad = list<double>; // compiler error

在处理参数包时,使用包装器通常会派上用场,因为它使得它们更易于操作：包装器类似于任何其他类型,其中can be stored出现在参数列表中的任何位置,传递给一元元函数等.

（编辑：李大同）

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