函数的编译时检测

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我正在开发一个小型的编译时辅助工具,它可以帮助我确定是否存在具有特定签名的函数(目前仅限于无命名空间或类成员函数)(例如__builtin_pop_count,在许多平台上广泛传播,但不能保证在任何平台上都可用)。
对于固定数量的参数,这很容易实现:
template <typename ReturnType, typename ArgumentType, typename = void>
struct Exists : std::false_type // Base case
{
};

template <typename T>
using void_t = void;

template <typename T>
using return_t = decltype(foo(std::declval<T>())); // here it is hidden: foo, although this symbol is never declared!

// specialization (compiler has to pick this one if no substitution failure in return_t
template <typename ReturnType, typename ArgumentType>
struct Exists<ReturnType, ArgumentType, void_t<return_t<ArgumentType>>>
  : std::is_same<return_t<ArgumentType>, ReturnType> // check the return type
{
};

static_assert(!Exists<void, int>::value, "");
static_assert(!Exists<void, void>::value, "");
static_assert(!Exists<void, char*>::value, "");
static_assert(!Exists<int, void>::value, "");
static_assert(!Exists<int, int>::value, "");
static_assert(!Exists<int, char*>::value, "");

这段代码可以正常编译。添加函数void foo(int)会使第一个断言无效,但其他断言仍然有效。

现在我想扩展这个辅助程序以支持任意数量的参数类型。

然而,

template <typename ReturnType, typename... ArgumentTypes, typename = void>

无法工作,因为typename...必须放在列表末尾。
template <typename ReturnType, typename = void, typename... ArgumentTypes>

另一方面,需要以下ArgumentTypes具有默认类型,这也是不可能的。我该如何规避这个问题?std::tuple<ArgumentTypes...> 能在任何方面提供帮助吗?
1个回答

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你猜对了。 使用“pack”模板,并进行一些“简化”:
template <typename...> struct pack {}; // To be potentially introduced in C++1Z

template <typename, typename, typename=void>
struct Exists_impl : std::false_type {};

template <typename R, typename... Args>
struct Exists_impl<R, pack<Args...>,
  std::enable_if_t<std::is_same<decltype(foo(std::declval<Args>()...)), R>::value>>
    : std::true_type {};

template <typename R, typename... Args>
using Exists = Exists_impl<R, pack<Args...>>;

示例
请注意,此模板无法通过ADL查找诸如void(int)这样的函数,因为在这种情况下相关联的名称空间集合为空。这些函数必须在定义点声明。
另外,根据使用情况,使用is_convertible代替is_same来检查返回类型可能是可行的。


如果只需要一个类型列表,何时应该使用pack而不是普通元组? - David G
@0x499602D2 “元组”是一个很重的模板。除非真的必要,否则在TMP中不应该使用它。 - Columbo
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如果您使用 is_convertible,您可能希望为 void 返回类型进行专门化,除非您希望 int foo(); 与签名 void() 不兼容。或者,如果您喜欢被阻止,也可以不这样做! - Yakk - Adam Nevraumont

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