出处
http://www.cppblog.com/cexer/archive/2008/07/06/55484.html VC当中有一个鲜为人知的关键字，除了微软自己的代码，我从未在任何地方看到有人用过它。虽然它的功能很强大，不过除非设计上的问题或是一些无法排除的困难，否则几乎从不会需要用到它的功能。但是有时候，它确实能作为一个最简单的解决方案而让某些设计过程事半功倍。
借用 CCTV10《走近科学》的语气：那么这个神秘的关键关键字到底是什么呢？它又实现了什么神奇的功能呢？带着这一连串的疑问，让我们先来看一个具体的例子。
我在自己曾经写的一个GUI框架当中，为了实现消息与处理函数自动映射的，就需要求助于这种功能。比如说有一个窗口类，它包含若干消息处理函数和一个消息与处理函数的映射 map：（请无视当中的 show() 和 create() 函数，与主题无关）
class Window
{
typedef UINT _Message;
typedef LRESULT (Window::*_Handler)(_Message);
map<_Message,_Handler> m_handlerMap;
public:
bool show();
bool create();
public:
LRESULT onEvent( WindowEvent<WM_CREATE> );
LRESULT onEvent( WindowEvent<WM_DESTROY> );
};
我需要利用模板元编程 从 0 到 WM_USER 进行循环检测，检测 Window
类是否存在该消息对应的处理函数。如果消息对应的处理函数存在，那么就将消息与函数的映射放进 m_handlerMap 当中。比如说消息
WM_CREATE，我检测类 Window是否存在 LRESULT onEvent( WindowEvent<WM_CREATE>
)
成员函数，在上例代码中是存在的，于是我将这样一个映射放进m_handlerMap：（真正实现的时候，还要考虑函数的类型。不同类型的函数，是不能直
接装进 map 当中的。不过在这里请无视例子当中涉及的所有类型转换，与主题无关）
pair<WM_CREATE,&Window::onEvent>
这样就达到了消息自动映射的目的。而不用像MFC一样手写宏去映射。（最后通过努力的确达到了我的目的，我的GUI框架能够进行自动消
息映射了，然而可以预见，由于几千个（0－WM_USER）循环，编译期的速度受到极大影响。所以最终我还是抛弃了这种自动映射实现，而采用了更高效神奇
的方法，这是后话也与本主题无关就先不提）。
要实现以上的自动映射功能就引出了这样一个难题：如何编译期检测类的某特定名字的成员是否存在。
功能不负有心人，经过爬山涉水翻山越岭，我终于在 MSDN
一个偏远角落里找着了传说当中那个神秘的关键字：__if_exists（其实还有一个 __if_not_exists）。MSDN
当中这样说明：__if_exists
（__if_not_exists）允许你针对某符号的存在与否条件性地执行语句。使用语法：（注意检测的是“存在性”，而不是值）
__if_exists ( /*你要检测存在性的函数或变量的名字*/ ) {
//做些有用的事
}
MSDN当中的示例代码如下:
// the__if_exists_statement.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>
template<typename T>
class X : public T {
public:
void Dump() {
std::cout << "In X<T>::Dump()" << std::endl;
__if_exists(T::Dump) {
T::Dump();
}
__if_not_exists(T::Dump) {
std::cout << "T::Dump does not exist" << std::endl;
}
}
};
class A {
public:
void Dump() {
std::cout << "In A::Dump()" << std::endl;
}
};
class B {};
bool g_bFlag = true;
class C {
public:
void f(int);
void f(double);
};
int main() {
X<A> x1;
X<B> x2;
x1.Dump();
x2.Dump();
__if_exists(::g_bFlag) {
std::cout << "g_bFlag = " << g_bFlag << std::endl;
}
__if_exists(C::f) {
std::cout << "C::f exists" << std::endl;
}
return 0;
}
以上代码的输出如下：（未测试，此输出为MSDN的说明文档当中的）
In X<T>::Dump()
In A::Dump()
In X<T>::Dump()
T::Dump does not exist
g_bFlag = 1
C::f exists
大概很少人见过这个关键字吧。虽然它们的功能与我的需求是如此的接近，但是面对如此强憾的关键字，我还是只能摇头叹息。我伤心地在文档
里看到说明，__if_exists（__if_not_exists）关键字用于函数的时候，只能根据函数名字进行检测，而会忽略对参数列表的检测，因
此没有对重载函数的分辨能力，而正是我需要的。比如类 Window 有一个函数：
LRESULT Window::onEvent( WindowEvent<WM_DESTROY> )
{
//做些有用的事
}
我用以下代码来检测 WM_CREATE 消息是否存在处理函数：
__if_exists(Window::onEvent)
{
//添加消息映射
}
即使 Window 类当中不存在 LRESULT onEvent (
WindowEvent<WM_CREATE> )，以上测试也能通过。这是因为 __if_exists
关键字是不管函数重载的，如果存在一个 onEvent ，那么所有的检测都能通过。这不是我想要的。我需要比 __if_exists
更强憾的检测功能，强憾到能够针对不同参数列表的同名函数（重载函数）做出正确的存在性测试。
于是我继续翻山越岭地寻找，从 CSDN 到 MSDN，从 SourceForge 到 CodeProject。要相信那句老话：“有心人天不负”。最后我在 CodeProject 上面看到一篇让我醍醐灌顶的文章：
Interface Detection by Alexandre Courpron
这篇文章从原理到实现，很详细地说明地一种编译期检测技术，先说明一下，由于VC7.1数千个bug当中的一个，以下技术不能在VC++7.1或更低版本上使用。具体的实现在那篇文章当中说得很详尽了，还是在这儿赘述一下。
Alexandre Courpron的实现方式基于C++的这样一个规则：Substitution Failure Is Not An Error
（简称SFINAE）。它的含义我也理解得比较含糊，不过它作用于重载函数的时候，可以这样理解：对于一个函数调用，在匹配函数的过程当中，如果最终能够
有一个函数匹配成功，那么对其余函数的匹配如果失败，编译器也不会视为错误。听起来有些麻烦，看Alexandre Courpron给出的例子：
struct Test
{
typedef int Type;
};
template < typename T >
void f(typename T::Type) {} // definition #1
template<typename T>
void f(T){} // definition #2
f<Test>(10); //call #1
f<int>(10); //call #2
对于 call#1 编译器直接匹配 definition#1 成功。对于 call#2，编译器先用 definition#1 匹配 如下：
void f( typename int::Type ) {}
这显然是不正确的。不过编译器并没有编译失败报告错误，因为下面的 definition#2 匹配成功，根据 SFINAE的 规则，编译器有权保持沉默 。
虽然是个小小的规则，在平时几乎不会注意它。然而在这儿，我们却可以利用它实现编译期检测的强大功能了，一个最简单的示例：
#include <iostream>
using namespace std;
//
struct TestClass
{
void testFun();
};
struct Exists { char x;};
struct NotExists { char x[2]; };
template <void (TestClass::*)()>
struct Param ;
template <class T>
Exists isExists( Param<&T::testFun>* );
template <class T>
NotExists isExists( ... );
//
int main()
{
cout<<sizeof(isExists<TestClass>(0))<<endl;
}
上面的代码会输出 １。说明一下检测的过程：
- 编译器遇到 isExists<TestClass>(0) 这一句，会去匹配 isExists 的两个重载函数。不定长的参数优先级更低，因此先匹配第一个函数。
- 第一个函数参数类型为 Param<&T::testFun>*，在这里是 Param<&TestClass::testFun>，编译器在匹配这个参数类型的时候会尝试实例化模板类 Param。
- 编
译器尝试用 &TestClass::testFun 去实例化 Param，因为 TestClass 确实存在一个 void
(TestClass::*)() 类型，且名为 testFun 的成员函数。所以 Param 的实例化成功，因此参数匹配成功。
- 匹配第一个函数成功。编译器决定 isExists<TestClass>(0) 这一句调用就是调用的第一个函数。
- 因为第一个函数返回的类型为 Exists，用 sizeof 取大小就是 1。
如果是我们把 TestClass 的定义修改为：（仅把函数的参数类型改为 int ）
struct TestClass
{
void testFun(int);
};
这一次代码会输出 ２。因为在第３步的时候，由于 TestClass 没有类型为 void
(TestClass::*)()，且名为 testFun 的函数，所以实例化 Param
会失败，因此匹配第一个函数失败。然后编译器去匹配第二个函数。因为其参数类型是任意的，自然会匹配成功。结果会输出 2。
当然这只是个最简单的示例，通过模板包装类。可以实现更灵活更强大的功能。比如回到那个自动消息映射的例子，用以下代码就能够实现了：
//c++std
#include <iostream>
using namespace std;
//windows
#include <windows.h>
//detector
template<typename TWindow,UINT t_msg>
struct MessageHandlerDetector
{
typedef WindowEvent<t_msg> _Event;
struct Exists {char x;};
struct NotExists {char x[2];};
template<LRESULT (TWindow::*)(_Event)>
struct Param;
template<typename T>
static Exists detect( Param<&T::onEvent>* );
template<typename T>
static NotExists detect( ... );
public:
enum{isExists=sizeof(detect<TWindow>(0))==sizeof(Exists)};
};
//test classes
struct Window
{
LRESULT onEvent( WindowEvent<WM_CREATE> );
};
struct Button
{
LRESULT onEvent( WindowEvent<WM_DESTROY> );
};
//main
int main()
{
cout<<MessageHandlerDetector<Window,WM_CREATE>::isExists<<endl;
cout<<MessageHandlerDetector<Window,WM_DESTROY>::isExists<<endl;
cout<<MessageHandlerDetector<Button,WM_CREATE>::isExists<<endl;
cout<<MessageHandlerDetector<Button,WM_DESTROY>::isExists<<endl;
return 0;
}
以上代码会输出：
以上的示例代码再加上模板元编程，可以很轻易地实现消息的自动映射，具体实现这个已不在本贴的讨论范围并且这种自动映射的实现，太过复杂，在编译期没有效率，且不够灵活。不过在消息映射机制上来说，已称得上是一种革命性的尝试。
在说完了这所有一切之后，再告诉你一个我最近才知道的秘密（不准笑我孤陋寡闻）：其实 boost 库当中已有相关功能的 MPL 工具存在，叫做 has_xxx。
源文件：<boost\mpl\has_xxx.hpp>
文档：http://www.boost.org/doc/libs/1_35_0/libs/mpl/doc/refmanual/has-xxx-trait-def.html。
posted on 2008-07-19 13:50
chatler 阅读(438)
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VC_MFC