使用C++0x新特性为模板参数指定约束条件

在编写C++类模板时，有时希望模板参数满足某种要求，即约束条件，比如要求某个模板类型参数T必须派生于基类TBase。

在C#泛型中可以通过where关键字来指定约束条件，而C++模板则缺乏类似的约束机制。

C++0x中引入了一些新的特性，C++标准库也得到了改进和扩展，有两篇不错的参考文章：

Explicating the new C++ standard (C++0x), and its implementation in VC10

Standard C++ Library changes in Visual C++ 2010

利用这些新特性，可以为模板参数指定一些约束。

比如，WTL中的模板，其中的一些模板参数必须从指定类继承（直接或间接继承），才能编译通过，如CApplicationT类：

template<typename T, typename TMainWindow, bool bInitializeCom = false>
class CApplicationT :
    public CAppModule
{
public:
    //Call this method in the application's entry point[_tWinMain(...)]
    int WinMain(HINSTANCE hInstance,LPTSTR lpCmdLine,int nCmdShow)
    {
        //Ensure that TMainWindow is derived from CWindow
        static_assert(std::is_base_of<CWindow,TMainWindow>::value,
            "TMainWindow needs to be CWindow based.");
        UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine);
        T* pT = static_cast<T*>(this);
        //......
        int nRet = 0;
        {
            CMessageLoop msgLoop;
            AddMessageLoop(&msgLoop);
            TMainWindow wndMain;
            _g_hMainWindow = wndMain.Create(NULL,CWindow::rcDefault);
            if(_g_hMainWindow == NULL)
            {
                ATLTRACE(_T("Failed to create Main window!\n"));
                return 0;
            }
            wndMain.ShowWindow(nCmdShow);
            wndMain.UpdateWindow();
            wndMain.CenterWindow();
            //......

这个模板类有个类型参数TMainWindow，实现代码中调用了这个类的一些成员函数，如Create(…)，ShowWindow()等等。然而，这些成员函数实际上是CWindow类的成员函数。也就是说，TMainWindow类必须从CWindow类继承（直接或间接继承），才能在模板实例化时正确编译通过。

否则，如果TMainWindow不是CWindow的派生类，在编译如下代码时：

CApplication<CTestWindow> g_MainApp;

编译器会提示如下错误：

e:\coding\mywtllib\wtlapp.h(56): error C2039: 'Create' : is not a member of 'CTestWindow'
    d:\cpp\wtl\wtlapp\win7shell\mainapp.cpp(6) : see declaration of 'CTestWindow'

e:\coding\mywtllib\wtlapp.h(62): error C2039: 'ShowWindow' : is not a member of 'CTestWindow'
       d:\cpp\wtl\wtlapp\win7shell\mainapp.cpp(6) : see declaration of 'CTestWindow'

这种编译错误不够直观，当碰到某些不太常见的成员函数时，特别是使用别人编写的模板代码，又缺少文档说明时，很难搞清楚TMainWindow应当满足什么条件才能编译通过。

 

幸好，我们现在可以利用C++0x的一些新特性来显式指定TMainWindow必须从CWindow类继承（直接或间接继承），方法为在CApplicationT模板实现代码中添加一段静态断言代码：

template<typename T, typename TMainWindow, bool bInitializeCom = false>
class CApplicationT :
    public CAppModule
{
public:
    //Call this method in the application's entry point[_tWinMain(...)]
    int WinMain(HINSTANCE hInstance,LPTSTR lpCmdLine,int nCmdShow)
    {
        //Ensure that TMainWindow is derived from CWindow
        static_assert(std::is_base_of<CWindow,TMainWindow>::value,
            "TMainWindow needs to be CWindow based.");
        UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine);
        T* pT = static_cast<T*>(this);
        //......

这样，当TMainWindow不满足条件时，编译器就会提示如下错误：

e:\coding\mywtllib\wtlapp.h(25): error C2338: TMainWindow needs to be CWindow based.

这样，错误原因就清晰多了。

使用std::is_base_of<>时，需要添加头文件”#include <type_traits>”