没有虚函数的C++接口

Question

我想知道如何在不使用虚函数的情况下在C++中声明接口。经过一番互联网搜索我放在一起此解决方案：

#include <type_traits> 

using namespace std; 

// Definition of a type trait to check if a class defines a member function "bool foo(bool)" 
template<typename T, typename = void> 
struct has_foo : false_type { }; 

template<typename T> 
struct has_foo<T, typename enable_if<is_same<bool, decltype(std::declval<T>().foo(bool()))>::value, void>::type> : true_type { }; 

// Definition of a type trait to check if a class defines a member function "void bar()"  
template<typename T, typename = void> 
struct has_bar : false_type { }; 

template<typename T> 
struct has_bar<T, typename enable_if<is_same<void, decltype(std::declval<T>().bar())>::value, void>::type> : true_type { }; 

// Class defining the interface 
template <typename T> 
class Interface{ 
public: 
    Interface(){ 
    static_assert(has_foo<T>::value == true, "member function foo not implemented"); 
    static_assert(has_bar<T>::value == true, "member function bar not implemented"); 
    } 
}; 

// Interface implementation 
class Implementation:Interface<Implementation>{ 
public: 
    // If the following member functions are not declared a compilation error is returned by the compiler 
    bool foo(bool in){return !in;} 
    void bar(){} 
}; 

int main(){} 

我打算在一个项目中，我将只使用静态多态性使用这种设计策略。 我将在该项目中使用的C++标准是C++ 11。

您认为这种方法的优缺点是什么？

对我提出的代码有什么改进？

编辑1： 我刚刚意识到，从接口继承是不需要的。此代码还可以用于：

class Implementation{ 
    Interface<Implementation> unused; 
public: 
    bool foo(bool in){return !in;} 
    void bar(){} 
}; 

编辑2-3： 的static_assert溶液（带或不带CRTP）和标准CRTP之间的一个主要区别是，CRTP不保证派生类实现所有接口成员。例如，下面的代码编译正确：

#include <type_traits> 
using namespace std; 

template< typename T> 
class Interface{ 
public: 
    bool foo(bool in){ 
    return static_cast<T*>(this)->foo(in); 
    } 
    void bar(){ 
    static_cast<T*>(this)->bar(); 
    } 
}; 

class Implementation: public Interface<Implementation>{ 
public: 
// bool foo(bool in){return !in;} 
// void bar(){} 
}; 

int main(){} 

关于丢失成员函数的错误将仅当将所需要的功能FOO或酒吧编译器被返回。

我看到它的方式，static_assert解决方案比CRTP更像是一个接口声明。

Answer 1

看来你想实施concepts (lite)。您可能希望在尝试实施之前阅读文章。

如果缺少编译器支持，您可以部分实现此想法。您的static_assert想法是表达接口要求的已知方式。

考虑链接中的Sortable示例。你可以创建一个类模板Sortable，使用static_assert断言所有关于模板参数的想法。您向用户解释他们需要实施某些方法，并且为了强制执行该方案，他们需要以各种方式使用Sortable<TheirClass>。

为了表达，在函数声明中正确。的想法，你的函数需要一个Sortable，你将不得不采取这样的事情：

template <typename Container> 
auto doSomethingWithSortable (Container&) -> std::enable_if<Implements<Container, Sortable>>::type; 

Answer 2

实现静态多态性的常用方法是使用CRTP。

有了这个模式，你定义一个模板接口类，其方法转发到模板：

// Interface 
template <typename T> 
struct base { 
    void foo(int arg) { 
     static_cast<T*>(this)->do_foo(arg); 
    } 
}; 

您实现从基类继承并实现方法：

// Implementation 
struct derived : base<derived> { 
    void do_foo(int arg) { 
     std::cout << arg << '\n' 
    } 
}; 

这模式的优点是它看起来像常规的运行时多态性那样“感觉”，并且错误消息通常是相当理智的。因为所有的代码对编译器都是可见的，所以一切都可以内联，所以没有开销。