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C++的模板技巧:编译器探测类成员

C++0x提供了丰富的type trait用于generic编程。但是，其中并没有探测类成员的type trait.不借助编译器的帮助，要实现这个type trait是很困难的。这里我们对需求进行适当的修改：探测类中是否存在指定名称和类型的成员。

在C++中，函数重载是最常见的实现type trait的方法。但是，函数重载是基于类型的。默认参数和访问权限都在函数重载之后进行。这里我们希望探测指定的成员是否存在，所以需要找到一种将成员转换为类型的方法。幸运的是，模板支持非类型的参数。下面展示了基于这一想法的实现：

namespace van {
    namespace type_traits {
        namespace detail {
            typedef char Small;
            struct Big {char dummy[2];};

template<typename Type,Type Ptr>
struct MemberHelperClass;

            template<typename T,typename Type>
            Small MemberHelper_f(MemberHelperClass<Type,&T::f> *);
            template<typename T,typename Type>
            Big MemberHelper_f(...);
        }

        template<typename T,typename Type>
        struct has_member_f
        {
            enum {value=sizeof(detail::MemberHelper_f<T,Type>(0))==sizeof(detail::Small)};
        };
    }
}

struct A
{
static void f();
};
struct B
{
};

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    cout<<boolalpha;
    cout<<van::type_traits::has_member_f<A,void (*)()>::value<<endl;
    cout<<van::type_traits::has_member_f<B,void (*)()>::value<<endl;
}

如果成员“f”不存在，那么地址“&T：：f”到类型“MemberHelperClass”的转换是无效的，所以接受不定长参数的重载版本会被选中。否则，因为接受不定长参数的版本在重载决议中优先级最低，接受“MemberHelperClass”的版本会被选中。然后has_member_f就能够通过检查被重载决议选中的MemberHelper_f函数的返回值来判断成员“f”是否存在。上面的代码既支持静态成员，也支持非静态成员。它也同时支持成员函数和成员变量。不过，上面的方法有一个缺陷。如果探测的成员不是public的，会导致编译错误。这是因为访问权限检查是在重载决议之后进行的。

因为成员名称本身不能作为模板参数，我们必须将它显式的加入我们的辅助类的类名中以便区分。为了避免重复工作，我们可以利用宏编写出如下的通用版本：

#define DEFINEHASMEMBER(Name)\
namespace van {\
    namespace type_traits {\
namespace detail {\
            template<typename T,typename Type>\
            Small MemberHelper_##Name(MemberHelperClass<Type,&T::Name> *);\
            template<typename T,typename Type>\
            Big MemberHelper_##Name(...);\
        }\
\
        template<typename T,typename Type>\
        struct has_member_##Name\
        {\
            enum {value=sizeof(detail::MemberHelper_##Name<T,Type>(0))==sizeof(detail::Small)};\
        };\
    }\
}

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