最近看到一段代码，感觉非常trick，但也非常有意思，写出来记录一下。
背景是这样的，有一个模板函数 copy_assign ，其作用非常简单，就是将第二参数“拷贝”给第一个参数，但是为了对能够进行深拷贝的类型进行深拷贝，希望的行为是这样的：
如果T有成员函数int assign(const T &)，则调用dest.assign(src)，并以assign函数的返回值作为返回值；
如果T没有成员函数int assign(const T &)，则调用dest=src，并返回0。
函数的原型如下：
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template <typename T> inline int copy_assign(T &dest, const T &src); |
并且为了降低运行时开销，我们希望这一切是在编译期确定的，所以我们需要在编译期就能够确定类型T是否有assign成员函数，并且根据结果指定对应的行为。
如何判断一个类有没有特定成员函数？
首先要解决的第一个问题是：在模板类的代码部分，我们并不知道类型T是否有我们想要的成员函数，据我所知C++也没有提供这样的机制来判断，那该怎么解决这个问题呢？
我们必须要在编译期利用C++的一些机制让编译器在不报错退出的情况下完成我们的目的，下面定义的模板类就是 __has_assign__ 用来做这件事情的：
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template <typename T> struct __has_assign__ { typedef int (T::*Sign)(const T &); typedef char yes[1]; typedef char no[2]; template <typename U, U> struct type_check; template <typename _1> static yes &chk(type_check<Sign, &_1::assign> *); template <typename> static no &chk(...); static bool const value = sizeof(chk<T>(0)) == sizeof(yes); }; |
代码着实有些trick，需要细细品味。这个模板类针对类型参数T的实例化的静态变量value的值，就代表了类型T中是否有我们想要的assign函数。
代码的关键步骤在函数的最后三行，声明了两个模板函数chk，而第二个函数是总是可以匹配上T的，这就利用了C++模板匹配中的一点规则：当有多个可行的匹配时，编译器总会选择更“紧”的匹配(更特例化)。那么什么情况下第一个函数声明会是一个匹配呢？答案在于type_check这个模板类，它接受两个相同的类型参数，而传入的第一个是我们想要的assign函数的类型，第二个参数是模板类型参数的成员函数assign（如果有的话），也就是说，如果传入的类型T是一个具有成员函数 int assign(const T &) 的类型，则第一个chk会成为一个更“紧”的匹配被编译器选中，这样静态变量value就会被确定为true，目标达成。
如何判断变量是不是类的实例？
上面这个函数只能对自定义类型使用，那C++的基本类型怎么办呢？我们当然也需要支持基本类型的拷贝。很简单：
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template <typename T> struct __has_assign__ { static bool const value = false; }; |
直接把value设为false就可以了。
如何用一个函数同时适用于类和基本类型？
但上面说的这两个模板类明显是冲突的，不能同时使用，那怎么办呢？
我们可以借助C++模板的偏特例化机制，把这两个模板类通过一个bool类型的参数区分开，形成同一个模板类的两种特例化形式：
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template<bool, typename T> struct __has_assign__; template <typename T> struct __has_assign__<true, T> { typedef int (T::*Sign)(const T &); typedef char yes[1]; typedef char no[2]; template <typename U, U> struct type_check; template <typename _1> static yes &chk(type_check<Sign, &_1::assign> *); template <typename> static no &chk(...); static bool const value = sizeof(chk<T>(0)) == sizeof(yes); }; template <typename T> struct __has_assign__<false, T> { static bool const value = false; }; |
这个模板类怎么用呢？对于一个类型 someClass 来说（可以是基础类型），我们可以通过 __has_assign__<__is_class(someClass), someClass>::value 来判断它有没有我们想要的assign函数。 __is_class 是gcc提供的编译期类型判断原语中的一个，见这里。
实现copy_assign
有了这个神奇的类，我们终于可以实现文章开头提到的 copy_assign 函数了。可是有一个问题，上面代码最后得到了一个表示有没有assign成员函数的bool类型，但是编译期是没有办法使用bool类型的变量值来改变行为的啊？
既然变量不行，那就用类型。
再声明一个模板类，用来把bool类型的变量转变为类型：
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template <bool c> struct BoolType { static const bool value = c; }; typedef BoolType<false> FalseType; typedef BoolType<true> TrueType; |
该模板类只有一个bool类型的非类型模板参数c，用这个模板类，我们可以把一个bool值转化成对应的类型了！有了不同的类型，再结合C++的重载机制，我们就可以在编译期完成这样的工作了：
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template <typename T> inline int copy_assign_wrap(T &dest, const T &src, TrueType c) { return dest.assign(src); } template <typename T> inline int copy_assign_wrap(T &dest, const T &src, FalseType c) { dest = src; return 0; } // 此函数用于拷贝赋值 // - 如果T有成员函数int assign(const T &)，则调用dest.assign(src)， // 并以assign函数的返回值作为返回值； // - 如果T没有成员函数int assign(const T &)，则调用dest=src， // 并返回0。 template <typename T> inline int copy_assign(T &dest, const T &src) { return copy_assign_wrap(dest, src, BoolType<__has_assign__<__is_class(T), T>::value>()); } |
针对最后一个参数的类型不同，编译器会在两个重载的模板函数中选择合适的函数实例化，最后达到了我们的目的。
感慨一下
我觉得能写出这样C++代码的人，一定是对C++有着非常深入的了解，真的可以说是精通C++了。而我等小菜，连读起来都费劲，只能望其项背啊。
据说C++的元编程是完备的，真的是太神奇了！但另一方面，C++也真的是太难学了！