C++ - 如何判断一个类型/类是否嵌套？

Question

在看到许多关于C++元编程的例子后，可以确定类的许多属性（例如知道类型是否是模板的特化），或者知道一个类是否包含给定的嵌套类型; 但我想知道是否可能编写一个测试或特性，以确定最后一个的反向-检查给定的Type是否嵌套在class或struct中。

换句话说，我正在寻找以下伪代码的等效物：

template <typename Type> struct is_nested {
    enum { value = {__some magic__} };
};

typedef int type1;
struct Something { typedef int internal_type; };
typedef Something::internal_type type2;

//...later, likely at a different scope

is_nested< int >::value; // yields false
is_nested< std::vector<int>::iterator >::value; // yields true
is_nested< type1 >::value; // yields false
is_nested< type2 >::value; // yields true

我知道可以使用 sizeof 来实现是/否测试，而且我认为 Type 是这些测试的一部分，但我无法弄清楚如何将某种“任何可行类型”插入到测试中，以便我可以形成像 Anytype::Type 这样的表达式。

template 
struct is_nested
{
    typedef char yes;
    typedef struct { char u[2]; } no;
// Herein lies the problem
    ???? static yes test( char [ sizeof(Anytype::Type) ] ) ;
    ???? static no test(...);

public:
    enum { value = sizeof(test(0)) == sizeof(char) };
};

（请注意，我不关心也不知道 什么 类型会嵌套在 Type 中；所有这些都只与 Type 有关。换句话说，此特性应该仅依赖于 Type。）

我正在寻找一个 C++ 解决方案，无论是在 C++11 还是 C++03 中，但在第一种情况下，如果可以回溯使用，则更加欢迎。

- Luis Machuca

---

这个问题的目的是解决什么问题？ - Pete Becker

我主要在理论上探讨如何改进我对C++03中类型安全枚举的适应，通过禁用嵌套在结构体内部的enum的关系运算符来解决这个问题是我正在研究的两种方法之一。 - Luis Machuca

Answer 1

可能可以使用编译器的非标准功能来检查“规范类型”（在解析所有别名后的结果类型）是否嵌套。 CTTI 可以在编译时获取类型名称。然后在字符串中找到:。

#include <vector>
#include "ctti/type_id.hpp"

constexpr bool has_colon(const ctti::detail::string& s, size_t i) {
    return i < s.length() ? (s[i] == ':' || has_colon(s, i + 1)) : false;
}

template<typename T>
using is_nested = integral_constant<bool, has_colon(ctti::type_id<T>().name(), 0)>;

typedef int type1;
struct Something { typedef int internal_type; };
typedef Something::internal_type type2;

static_assert(!is_nested< int >::value, "");
static_assert(is_nested< std::vector<int>::iterator >::value, "");
static_assert(!is_nested< type1 >::value, "");
// static_assert(is_nested< type2 >::value, ""); // fail

第四个检查将失败，因为type2只是int，并没有嵌套。

- jingyu9575

Answer 2

你所要求的不可能，但并不是因为技术上的限制，而是因为你无法总是确定类型名称是否标识了嵌套类型 - 而模板使用的是类型，而不是名称。

例如，在这种情况下：

is_nested< std::vector<int>::iterator >::value

您不知道什么是iterator。考虑这个类my_vector：

template<typename T>
struct my_vector
{
    typedef T* iterator;
    // ...
};

我应该得到什么结果才能得知is_nested<my_vector<int>::iterator>::value的值？你可能期望结果为true。

然而，这里嵌套的是别名，而不是类型本身：类型int*并没有被嵌套。实际上，我相信你希望以下内容返回false：

is_nested<int*>::value

所以在这里，相同的is_nested<T>特性应该会给出两个不同的结果，即使是相同的类型T（在这种情况下是int*）。基于is_nested<>定义value的信息无法从类型T本身中获取 - 并且模板使用的是类型，而不是名称。

- Andy Prowl

---

在指针作为迭代器和其他类似情况可能出现的问题上，您提出了一个很好的观点。不过，在这种情况下，我希望编译器能够解决它，因为迭代器类型是已知的；在这种情况下，例如，这个特性将有助于确定容器类型是否具有连续存储（如果迭代器类型是原始指针，则肯定会产生“false”，否则可能会产生“true”）。 - Luis Machuca

@LuisMachuca：不确定你说“解决它”时是什么意思。你所说的“它”是什么意思？你的is_nested<>特性将获得一个输入类型，这两种情况下都是int *。这就是is_nested<>所知道的一切。没有办法编写is_nested<>以在给定相同模板参数的情况下产生不同的结果。 - Andy Prowl

真的，不幸的是。这意味着我必须放弃这种方法。 - Luis Machuca

@LuisMachuca：我很遗憾 :( - Andy Prowl

在这一点上，我应该问什么是正确的协议？问题是否标记为已回答但未解决，总体关闭，还是...？ - Luis Machuca