借助SFINAE判断类成员函数是否存在

在触及面向切面编程(AOP)时,了解到实现技术分为动态织入和静态织入。

静态织入一般采用专门的语法创建有关“切面”的方法,从而使编译器可以在编译期间织入有关“切面”的代码,AspectC++就是采用的此方式。该方式还需要专门的编译工具和语法,使用较复杂。

而我们手动实现的轻量级AOP框架,一般采用动态代理的方式。其实现技术就是拦截目标方法,只要拦截了目标方法,我们就可以在目标方法执行前后做一些非核心逻辑,通过继承方式来实现拦截,需要派生基类并实现基 类接口,这使程序的耦合性增加了。
为了降低耦合性,这里通过模板来做约束,即每个切面对象必须有Before(Args...)或After(Args...)方法,用来处理核心逻辑执行前后的非核心逻辑。如何通过模板的SFINAE技术判断某个类具有特定的类成员函数呢?先看代码:

#define HAS_MEMBER(member)\
template\
struct has_member_##member\
{\
private:\
	template static auto Check(int) -> decltype(std::declval().member(std::declval()...), std::true_type());\
	template static std::false_type Check(...);\
public:\
	enum { value = std::is_same(0)), std::true_type>::value };\
};

HAS_MEMBER(After)
HAS_MEMBER(Before)

这段代码使用了宏define来方便生成特定的模板工具类,该工具类用来判断是否含有特定的方法。分析一下这段code,就以has_member_After模板类为例:

首先该类的成员函数Check并没有函数体,没有函数体是否意味着无法被调用?是的。我尝试编译code能够pass,但是一旦尝试调用会在运行期report找不到函数符号。这是显而易见的,因为该函数只有声明无定义。那么成员函数Check的意义何在?

意义在于Check本身也是函数模板,对于函数模板来说,SFINAE(Substitution Failure Is Not An Error)意味着针对函数模板的重载,如果模板形参显式指定/类型推导失败,这不是编译错误而仅仅是匹配失败而已,找下一个能够匹配成功的就OK。于是乎,可以看到成员函数Check并没有直接被执行运行期的调用,而是给出了编译期的返回类型false_type/true_type,让decltype(Check(0))在编译期不经过调用的前提下就能提前知晓类T是否存在After方法。

分析code可知,Check(0)优先尝试匹配Check(int),而declval()会在不需要知道类型U是否有构造函数的条件下返回U的引用,于是decltype(declval().member(...), true_type)便得以调用类型U的After方法。如果可以调用After,decltype表达式里面的逗号便起作用,即true_type是decltype的最终类型。如果无法调用After,匹配Check(int)失败但不报错,继而尝试匹配Check(...)成功,其返回类型是false_type。于是,public的静态成员enum { value = ... } 持有最终的false_type/true_type来指明has_member_After是否有After方法。

以下是使用方法以及结果:

template
struct tstCompil
{
	static std::true_type tstCompileRetFunc();
	static void Before() {
		cout << "Before tstCompil..." << std::endl;
	}
};
void TestBase() {
	cout << decltype(tstCompil::tstCompileRetFunc())::value << endl;
	cout << has_member_After>::value << endl;
}

同样可以看到, tstCompileRetFunc没有函数体无法被调用,但是可以被decltype在编译期间判别其返回类型并输出;tstCompil显然是没有After方法的。

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