c++ - 如果我的模板特化没有被执行，为什么它会被编译？

Question

注意:我知道我在这里做的很多事情在 C++11 中会更容易，但我不能在我的项目中使用它。

我正在制作一个内容管理系统。基本要求是:

1. 必须能够定义包含任意数量 vector 的“内容持有者”类，每个 vector 包含不同类型的值。例如。 IntHolder可以容纳 vector<int> , FloatAndBoolHolder可以容纳 vector<float>和一个 vector<bool> , 等等。
2. 内容持有者类必须有一个 get<>()方法。 get<>() 的模板参数是一种类型。如果内容持有者具有该类型的 vector ，则 get<>()必须从该 vector 返回一个值，否则调用 get<>()必须生成编译器错误。例如。如果我有 IntHolder对象，然后调用 get<int>()在它上面会返回 int从它的 vector ，但调用 get<float>()在它上面会产生编译器错误。

我想出了一个解决所有这些问题的方法。警告，模板递归提前:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;

int value = 'A';


// helper struct that saves us from partially specialized method overloads
template < class RequestedType, class ActualType, class TContentHolder >
struct Getter;


// holds a vector of type TContent, recursively inherits from holders of other types
template < class TContent, class TAddContentHolders >
class ContentHolder : public ContentHolder< typename TAddContentHolders::ContentType, typename TAddContentHolders::AdditionalContentTypes >
{
public:
    typedef TContent ContentType;
    typedef TAddContentHolders AdditionalContentTypes;

private:
    typedef ContentHolder< typename TAddContentHolders::ContentType, typename TAddContentHolders::AdditionalContentTypes > ParentType;

public:
    vector< ContentType > mVector;

    ContentHolder()
    {
        for ( int i = 0; i < 5; ++i )
        {
            mVector.push_back( ContentType(value++) );
        }
    }

    virtual ~ContentHolder() {}

    template < class RequestedType >
    RequestedType get()
    {
        return Getter< RequestedType, ContentType, ContentHolder < TContent, TAddContentHolders > >::get(this);
    }
};

// specialization for ending the recursion
template < class TContent >
class ContentHolder< TContent, bool >
{
public:
    typedef TContent ContentType;
    typedef bool AdditionalContentTypes;

    vector< ContentType > mVector;

    ContentHolder()
    {
        for ( int i = 0; i < 5; ++i )
        {
            mVector.push_back( ContentType(value++) );
        }
    }

    virtual ~ContentHolder() {}

    template < class RequestedType >
    RequestedType get()
    {
        return Getter< RequestedType, ContentType, ContentHolder< ContentType, bool > >::get(this);
    }
};


// default getter: forwards call to parent type
template < class RequestedType, class ActualType, class TContentHolder >
struct Getter
{
    static RequestedType get(TContentHolder* holder)
    {
        cout << "getter 1" << endl;
        return Getter< RequestedType, typename TContentHolder::ContentType, typename TContentHolder::AdditionalContentTypes >::get(holder);
    }
};

// specialized getter for when RequestedType matches ActualType: return value from holder
template < class RequestedType, class TContentHolder >
struct Getter< RequestedType, RequestedType, TContentHolder >
{
    static RequestedType get(TContentHolder* holder)
    {
        cout << "getter 2" << endl;
        return holder->mVector[0];
    }
};

// specialized getter for end of recursion
template < class RequestedType >
struct Getter< RequestedType, RequestedType, bool >
{
    static RequestedType get(ContentHolder< RequestedType, bool >* holder)
    {
        cout << "getter 3" << endl;
        return holder->mVector[0];
    }
};

使用方法如下:

// excuse the ugly syntax
class MyHolder : public ContentHolder< int, ContentHolder< bool, ContentHolder< char, bool > > >
{
};

int main() {
    MyHolder h;
    cout << h.get<int>() << endl; // prints an int
    cout << h.get<bool>() << endl; // prints a bool
    cout << h.get<char>() << endl; // prints a char
    //cout << h.get<float>() << endl; // compiler error
    return 0;
}

一切都很好，而且满足上述所有要求。但是，get<float>() 的编译器错误真的很难看。所以我尝试为 Getter 引入另一个特化这说明了当我们到达类层次结构的末尾但仍未找到匹配类型时的情况:

// static assert helper
template <bool b>
struct StaticAssert {};

template <>
struct StaticAssert<true>
{
    static void test(const string& s) {}
};


template < class RequestedType, class NonMatchingType >
struct Getter< RequestedType, NonMatchingType, bool >
{
    static RequestedType get(ContentHolder< NonMatchingType, bool >* holder)
    {
        cout << "getter 4" << endl;
        StaticAssert<false>::test("Type not in list");
        return 0;
    }
};

但这样一来，即使我不调用 get<float>()，编译也会对该静态断言失败.更奇怪的是，如果我也删除静态断言并简单地返回 0，代码将编译并运行而不会打印“getter 4”!

问题:什么给出了？据我了解，模板只有在需要时才会被实例化，但 Getter 4 永远不会执行。编译器为什么要实例化 Getter 4？

实例: http://ideone.com/TCSi6G

Answer 1

编译器可以编译你的“getter 4”成员函数，因为代码不依赖于模板参数。如果您使代码依赖于模板参数，编译器将无法编译它，直到您使用特定类型实例化它。实现此目的的一种简单方法是在静态断言中使用类型。

template < class RequestedType, class NonMatchingType >
struct Getter< RequestedType, NonMatchingType, bool >
{
    static RequestedType get(ContentHolder< NonMatchingType, bool >* holder)
    {
        cout << "getter 4" << endl;
        StaticAssert<sizeof(NonMatchingType) == 0>::test("Type not in list");
        return 0;
    }
};