c++ - 编译时检查 trait specialization 是否有唯一的 id

Question

我看过很多解释如何为类生成唯一 ID 的帖子。

在我的例子中，id 是由用户选择的(出于各种原因)，但我想确保没有 id 在不同的类中被使用两次。

我将我的问题简化为以下代码:

struct A {}; struct B {};

template <typename T> struct traits {};
template <> struct traits<A> { static constexpr size_t id() { return 0; }}
template <> struct traits<B> { static constexpr size_t id() { return 1; }}

现在，有没有一种简单的方法可以确保有人不会添加具有重复 id 的特性的特化:

struct C {};
template <> struct traits<C> { static constexpr size_t id() { return 1; // this should static_assert ! }}

我可以使用 C++11，我不想滥用预处理器。

如果可能，该解决方案不应要求专门化特征的代码有任何特殊之处(即，如果检查可以通过查看现有的专门化在外部完成，那就太好了)。

谢谢

Answer 1

这是一个想法，我不确定它是否适用于您:

#include <cstddef>

struct A {}; struct B {}; struct C {};

template <size_t Id> constexpr size_t getId() { return Id; }

template <typename T> struct traits {};

template size_t getId<0>();
template <> struct traits<A> { static constexpr size_t id() { return getId<0>(); }};

template size_t getId<1>();
template <> struct traits<B> { static constexpr size_t id() { return getId<1>(); }};

/* This fails to compile
template size_t getId<1>();
template <> struct traits<C> { static constexpr size_t id() { return getId<1>(); }};
*/

int main() { return 0; }

这依赖于使用函数的显式模板实例化。很明显，陷阱是你可能忘记添加这个实例化而仍然使用这个函数，那么它就不会编译失败。您可以定义一些预处理器宏以确保始终使用它定义特征。

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编辑:正如 Oliv 所指出的那样，上述解决方案仅在所有模板实例化发生在同一翻译单元中时才有效。此版本跨编译单元工作，但更容易出错(模板参数和返回值必须匹配)。

#include <cstddef>

struct A {}; struct B {}; struct C {};

template <size_t Id> constexpr size_t getId();

template <typename T> struct traits {};

template <> constexpr size_t getId<0>() { return 0; }
template <> struct traits<A> { static constexpr size_t id() { return getId<0>(); }};

template <> constexpr size_t getId<1>() { return 1; }
template <> struct traits<B> { static constexpr size_t id() { return getId<1>(); }};

/* This fails to compile
template <> constexpr size_t getId<1>() { return 1; }
template <> struct traits<C> { static constexpr size_t id() { return getId<1>(); }};
*/

int main() { return 0; }

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编辑 2:我发布了问题 Why does explicit template instantiation not break ODR?由于我在撰写此答案时发现的行为令人惊讶。有关可能无法编译或可能无法编译的内容的更多详细信息，请参阅此处。