C++ 元编程 : A template parameter which *must* inherit an abstract class

Question

我有一个用于可比较+哈希值的抽象类:

class Key
{
public:
  virtual bool operator ==(const Key&) const = 0;
  virtual bool operator !=(const Key&) const = 0;
  virtual u32 hashcode() const = 0;
};

还有一些继承这个的具体类 C。

class C : public Key
{
private:
  u32 a, b;
public:
  static const C& null; // a prototype for representing a "no value" C
  // Some reasonable implementation; it's just a pair
  // ...
};

我想实现一个模板化的 HashSet 类:

template<class T inherits Key, const T& proto> class HashSet
{
  //...
};

T 是存储在这些集合中的值的类型。 proto 应该是 T 的一个实例，它用作 T 类型的“空”值，用于集合包含。我对 C++ 有相当的经验，但对 TMP 不是特别有经验，虽然它看起来应该很容易实现，但我似乎无法弄清楚我的伪代码 "class T inherits Key" 实际上是用 C++ 完成的。我希望能够创建 C 实例的哈希集，例如:

HashSet<C, C::null> myset;

谁能告诉我在 C++ 中处理这种情况的正确和惯用的方法是什么？谢谢!

Answer 1

您可以使用 std::enable_if_t和 std::is_base_of为此:

template<class T, const T& proto, 
         std::enable_if_t<std::is_base_of<Key,T>::value>* = nullptr> 
class HashSet
{
  //...
};

现在 HashSet实例化仅在 T 时有效继承自 Key .

std::enable_if_t是一个 C++14 特性。您可以使用typename std::enable_if<...>::type如果你被 C++11 卡住了。

Live Demo

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另一种选择是使用 static_assert :

template<class T, const T& proto>
class HashSet
{
    static_assert(std::is_base_of<Key, T>::value, "T must inherit from Key");
};

这可能更清楚一点，并给你一个更友好的错误消息，但你的类型约束不再在类声明中给出。

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与 Concepts我们将获得清晰、更好的错误消息，并在声明中保留我们的约束:

template <class Base, class Derived>                                                                                                                                                                                                           
concept bool IsBaseOf = std::is_base_of<Base, Derived>::value;

template<class T, const T& proto>
requires IsBaseOf<Key,T>
class HashSet
{};