c++ - 这个 C++ 模板类代码是如何工作的？

Question

我正在尝试将 Google 测试 (gtest) 代码移植到 VxWorks 5.5。严重的缺点是开发环境Tornado 2.2使用古老的GCC编译器版本2.96。

在分析代码时，我在 gtest.h 中找到了部分代码，我不明白!这个 C++ 模板类是如何工作的？

// ImplicitlyConvertible<From, To>::value is a compile-time bool
// constant that's true iff type From can be implicitly converted to
// type To.
template <typename From, typename To>
class ImplicitlyConvertible {
 private:
  // We need the following helper functions only for their types.
  // They have no implementations.

  // MakeFrom() is an expression whose type is From.  We cannot simply
  // use From(), as the type From may not have a public default
  // constructor.
  static From MakeFrom();

  // These two functions are overloaded.  Given an expression
  // Helper(x), the compiler will pick the first version if x can be
  // implicitly converted to type To; otherwise it will pick the
  // second version.
  //
  // The first version returns a value of size 1, and the second
  // version returns a value of size 2.  Therefore, by checking the
  // size of Helper(x), which can be done at compile time, we can tell
  // which version of Helper() is used, and hence whether x can be
  // implicitly converted to type To.
  static char Helper(To);
  static char (&Helper(...))[2];  // NOLINT

  // We have to put the 'public' section after the 'private' section,
  // or MSVC refuses to compile the code.
 public:
  // MSVC warns about implicitly converting from double to int for
  // possible loss of data, so we need to temporarily disable the
  // warning.
#ifdef _MSC_VER
# pragma warning(push)          // Saves the current warning state.
# pragma warning(disable:4244)  // Temporarily disables warning 4244.

  static const bool value =
      sizeof(Helper(ImplicitlyConvertible::MakeFrom())) == 1;
# pragma warning(pop)           // Restores the warning state.
#elif defined(__BORLANDC__)
  // C++Builder cannot use member overload resolution during template
  // instantiation.  The simplest workaround is to use its C++0x type traits
  // functions (C++Builder 2009 and above only).
  static const bool value = __is_convertible(From, To);
#else
  static const bool value =
      sizeof(Helper(ImplicitlyConvertible::MakeFrom())) == 1;
#endif  // _MSV_VER
};

创建此类的对象时，如果模板类型 From 可隐式转换为模板类型 To<，则名称为 value 的 bool 变量应包含答案。为了得到答案，使用了两个私有(private)函数，MakeFrom() 和 Helper()。但这两个函数只在这里声明，我找不到它们的定义。如果不出意外，此实现不应链接。

我也不明白下面的语法

static char (&Helper(...))[2];

当然，这段代码编译得很好(在 Microsoft Visual C++ 7.1 或更高版本或 GCC 3.4 或更高版本下)，Google 的人很清楚他们在做什么。

请赐教!不理解这段代码会让我发疯! :)

Answer 1

这是模板编程的标准技巧。

请注意，注释说“通过检查 Helper(x) 的大小”:这强调了代码唯一用 Helper 做的事情正在评估sizeof(Helper(x))对于一些 x . sizeof operator 实际上并不评估它的参数(它不需要；它只需要找出它有多大，这可以只使用编译时可用的信息)，这就是为什么有没有链接器错误(从未真正调用过 Helper)。

给你带来麻烦的语法意味着Helper是一个接受任意数量和类型的参数并返回对 char[2] 的引用的函数.要为这种类型的函数(variadic function)编写签名，需要使用省略号(...)作为最后一个参数的规范。

可变参数函数是从 C 继承的一个特性，通常应该避免，并且在与类类型一起使用时会造成严重破坏，但在这种情况下无关紧要，因为 -- 如前所述 -- Helper不会被实际调用。

该类通过允许您使用语法将所有这些联系在一起

ImplicitlyConvertible<From, To>::value

生产value ，代码“伪造”调用Helper并传递给它一个 From 的实例作为论点¹。它依赖于编译器的重载解析来确定重载是否采用 To。在这种情况下会被调用；如果是这样，该重载的返回值为 char保证大小为 1和 value最终成为 true .否则选择可变参数重载(可以采用任何类型的参数)，返回 char[2] .它的大小大于 1 , 所以 value结束 false .

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¹ 请注意，这里再次使用了“sizeof 实际上不计算表达式”的技巧:如何告诉编译器 Helper 的参数是 From 的实例？你可以使用 From() ，然后 From需要有一个默认的公共(public)构造函数来编译代码。因此，您只需告诉编译器“我有一个返回 MakeFrom 的函数 From”——实际上不会调用该函数。