借用 CCTV10《走近科學(xué)》的語氣：那么這個神秘的關(guān)鍵關(guān)鍵字到底是什么呢？它又實現(xiàn)了什么神奇的功能呢？帶著這一連串的疑問，讓我們先來看一個具體的例子。

　　我在自己曾經(jīng)寫的一個GUI框架當(dāng)中，為了實現(xiàn)消息與處理函數(shù)自動映射的，就需要求助于這種功能。比如說有一個窗口類，它包含若干消息處理函數(shù)和一個消息與處理函數(shù)的映射 map：（請無視當(dāng)中的 show() 和 create() 函數(shù)，與主題無關(guān)）

    class Window
    {
        typedef UINT _Message;
        typedef LRESULT (Window::*_Handler)(_Message);
    
        map<_Message,_Handler> m_handlerMap;
    
    public:
        bool show();
        bool create();
    
    public:
        LRESULT onEvent( WindowEvent<WM_CREATE> );
        LRESULT onEvent( WindowEvent<WM_DESTROY> );
    };

　　
　　我需要利用模板元編程 從 0 到 WM_USER  進(jìn)行循環(huán)檢測，檢測 Window 類是否存在該消息對應(yīng)的處理函數(shù)。如果消息對應(yīng)的處理函數(shù)存在，那么就將消息與函數(shù)的映射放進(jìn) m_handlerMap 當(dāng)中。比如說消息 WM_CREATE，我檢測類 Window是否存在 LRESULT onEvent( WindowEvent<WM_CREATE> ) 成員函數(shù)，在上例代碼中是存在的，于是我將這樣一個映射放進(jìn)m_handlerMap：（真正實現(xiàn)的時候，還要考慮函數(shù)的類型。不同類型的函數(shù)，是不能直 接裝進(jìn) map 當(dāng)中的。不過在這里請無視例子當(dāng)中涉及的所有類型轉(zhuǎn)換，與主題無關(guān)）

    pair<WM_CREATE,&Window::onEvent>

　　這樣就達(dá)到了消息自動映射的目的。而不用像MFC一樣手寫宏去映射。（最后通過努力的確達(dá)到了我的目的，我的GUI框架能夠進(jìn)行自動消 息映射了，然而可以預(yù)見，由于幾千個（0－WM_USER）循環(huán)，編譯期的速度受到極大影響。所以最終我還是拋棄了這種自動映射實現(xiàn)，而采用了更高效神奇 的方法，這是后話也與本主題無關(guān)就先不提）。

　　要實現(xiàn)以上的自動映射功能就引出了這樣一個難題：如何編譯期檢測類的某特定名字的成員是否存在。

　　功能不負(fù)有心人，經(jīng)過爬山涉水翻山越嶺，我終于在 MSDN 一個偏遠(yuǎn)角落里找著了傳說當(dāng)中那個神秘的關(guān)鍵字：__if_exists（其實還有一個 __if_not_exists）。MSDN 當(dāng)中這樣說明：__if_exists （__if_not_exists）允許你針對某符號的存在與否條件性地執(zhí)行語句。使用語法：（注意檢測的是“存在性”，而不是值）

    __if_exists ( /*你要檢測存在性的函數(shù)或變量的名字*/ ) { 
    　//做些有用的事
    }

    // the__if_exists_statement.cpp
    // compile with: /EHsc
    #include <iostream>
    
    template<typename T>
    class X : public T {
    public:
       void Dump() {
          std::cout << "In X<T>::Dump()" << std::endl;
    
          __if_exists(T::Dump) {
             T::Dump();
          }
    
          __if_not_exists(T::Dump) {
             std::cout << "T::Dump does not exist" << std::endl;
          }
       }   
    };
    
    class A {
    public:
       void Dump() {
          std::cout << "In A::Dump()" << std::endl;
       }
    };
    
    class B {};
    
    bool g_bFlag = true;
    
    class C {
    public:
       void f(int);
       void f(double);
    };
    
    int main() { 
       X<A> x1;
       X<B> x2;
    
       x1.Dump();
       x2.Dump();
    
       __if_exists(::g_bFlag) {
          std::cout << "g_bFlag = " << g_bFlag << std::endl;
       }
    
       __if_exists(C::f) {
          std::cout << "C::f exists" << std::endl;
       }
    
       return 0;
    }
    

　　以上代碼的輸出如下：（未測試，此輸出為MSDN的說明文檔當(dāng)中的）

    In X<T>::Dump()
    In A::Dump()
    In X<T>::Dump()
    T::Dump does not exist
    g_bFlag = 1
    C::f exists

　　大概很少人見過這個關(guān)鍵字吧。雖然它們的功能與我的需求是如此的接近，但是面對如此強(qiáng)憾的關(guān)鍵字，我還是只能搖頭嘆息。我傷心地在文檔 里看到說明，__if_exists（__if_not_exists）關(guān)鍵字用于函數(shù)的時候，只能根據(jù)函數(shù)名字進(jìn)行檢測，而會忽略對參數(shù)列表的檢測，因 此沒有對重載函數(shù)的分辨能力，而正是我需要的。比如類 Window 有一個函數(shù)：

    LRESULT Window::onEvent( WindowEvent<WM_DESTROY> )
    {
      //做些有用的事
    }

　　我用以下代碼來檢測 WM_CREATE 消息是否存在處理函數(shù)：

    __if_exists(Window::onEvent)
　　{
      //添加消息映射
   }

　　即使 Window 類當(dāng)中不存在 LRESULT onEvent ( WindowEvent<WM_CREATE> )，以上測試也能通過。這是因為 __if_exists 關(guān)鍵字是不管函數(shù)重載的，如果存在一個 onEvent ，那么所有的檢測都能通過。這不是我想要的。我需要比 __if_exists 更強(qiáng)憾的檢測功能，強(qiáng)憾到能夠針對不同參數(shù)列表的同名函數(shù)（重載函數(shù)）做出正確的存在性測試。

　　于是我繼續(xù)翻山越嶺地尋找，從 CSDN 到 MSDN，從 SourceForge 到 CodeProject。要相信那句老話：“有心人天不負(fù)”。最后我在 CodeProject 上面看到一篇讓我醍醐灌頂?shù)奈恼拢?/p>

　　Interface Detection by Alexandre Courpron

　　這篇文章從原理到實現(xiàn)，很詳細(xì)地說明地一種編譯期檢測技術(shù)，先說明一下，由于VC7.1數(shù)千個bug當(dāng)中的一個，以下技術(shù)不能在VC++7.1或更低版本上使用。具體的實現(xiàn)在那篇文章當(dāng)中說得很詳盡了，還是在這兒贅述一下。

　　Alexandre Courpron的實現(xiàn)方式基于C++的這樣一個規(guī)則：Substitution Failure Is Not An Error （簡稱SFINAE）。它的含義我也理解得比較含糊，不過它作用于重載函數(shù)的時候，可以這樣理解：對于一個函數(shù)調(diào)用，在匹配函數(shù)的過程當(dāng)中，如果最終能夠 有一個函數(shù)匹配成功，那么對其余函數(shù)的匹配如果失敗，編譯器也不會視為錯誤。聽起來有些麻煩，看Alexandre Courpron給出的例子：

    struct Test 
    {
        typedef int Type;
    };
    
    template < typename T > 
    void f(typename T::Type) {}  // definition #1
    
    template<typename T> 
    void f(T){}                  // definition #2
    
    f<Test>(10); //call #1
    
    f<int>(10);  //call #2

　　
　　對于 call#1 編譯器直接匹配 definition#1 成功。對于 call#2，編譯器先用 definition#1 匹配 如下：

    void f( typename int::Type ) {}

　　這顯然是不正確的。不過編譯器并沒有編譯失敗報告錯誤，因為下面的 definition#2 匹配成功，根據(jù) SFINAE的 規(guī)則，編譯器有權(quán)保持沉默 。

　　雖然是個小小的規(guī)則，在平時幾乎不會注意它。然而在這兒，我們卻可以利用它實現(xiàn)編譯期檢測的強(qiáng)大功能了，一個最簡單的示例：

    #include <iostream>
    using namespace std;
    //
    struct TestClass
    {
        void testFun();
    };
    
    struct Exists { char x;};  
    struct NotExists    { char x[2]; }; 
    
    template <void (TestClass::*)()>
    struct Param ;
    
    template <class T>
    Exists isExists( Param<&T::testFun>* );
    
    template <class T>
    NotExists isExists( ... );
    //
    int main()
    {
        cout<<sizeof(isExists<TestClass>(0))<<endl;
    }

　　上面的代碼會輸出 １。說明一下檢測的過程：

1. 編譯器遇到 isExists<TestClass>(0) 這一句，會去匹配 isExists 的兩個重載函數(shù)。不定長的參數(shù)優(yōu)先級更低，因此先匹配第一個函數(shù)。
2. 第一個函數(shù)參數(shù)類型為 Param<&T::testFun>*，在這里是 Param<&TestClass::testFun>，編譯器在匹配這個參數(shù)類型的時候會嘗試實例化模板類 Param。
3. 編 譯器嘗試用 &TestClass::testFun 去實例化 Param，因為 TestClass 確實存在一個 void (TestClass::*)() 類型，且名為 testFun 的成員函數(shù)。所以 Param 的實例化成功，因此參數(shù)匹配成功。
4. 匹配第一個函數(shù)成功。編譯器決定 isExists<TestClass>(0) 這一句調(diào)用就是調(diào)用的第一個函數(shù)。
5. 因為第一個函數(shù)返回的類型為 Exists，用 sizeof 取大小就是 1。

　　如果是我們把 TestClass 的定義修改為：（僅把函數(shù)的參數(shù)類型改為 int ）

    struct TestClass
    {
        void testFun(int);
    };

　　這一次代碼會輸出 ２。因為在第３步的時候，由于 TestClass 沒有類型為 void (TestClass::*)()，且名為 testFun 的函數(shù)，所以實例化 Param 會失敗，因此匹配第一個函數(shù)失敗。然后編譯器去匹配第二個函數(shù)。因為其參數(shù)類型是任意的，自然會匹配成功。結(jié)果會輸出 2。

　　當(dāng)然這只是個最簡單的示例，通過模板包裝類。可以實現(xiàn)更靈活更強(qiáng)大的功能。比如回到那個自動消息映射的例子，用以下代碼就能夠?qū)崿F(xiàn)了：

    //c++std
    #include <iostream>
    using namespace std;




    //windows
    #include <windows.h>



    //detector
    template<typename TWindow,UINT t_msg>
    struct MessageHandlerDetector
    {
        typedef WindowEvent<t_msg> _Event;
    
        struct Exists {char x;};
        struct NotExists {char x[2];};
    
        template<LRESULT (TWindow::*)(_Event)>
        struct Param;
    
        template<typename T>
        static Exists detect( Param<&T::onEvent>* );
    
        template<typename T>
        static NotExists detect( ... );
    
    public:
        enum{isExists=sizeof(detect<TWindow>(0))==sizeof(Exists)};
    };
    
    //test classes
    struct Window
    {
        LRESULT onEvent( WindowEvent<WM_CREATE> );
    };
    
    struct Button
    {
        LRESULT onEvent( WindowEvent<WM_DESTROY> );
    };
    
    //main
    int main()
    { 
        cout<<MessageHandlerDetector<Window,WM_CREATE>::isExists<<endl;
        cout<<MessageHandlerDetector<Window,WM_DESTROY>::isExists<<endl;
        cout<<MessageHandlerDetector<Button,WM_CREATE>::isExists<<endl;
        cout<<MessageHandlerDetector<Button,WM_DESTROY>::isExists<<endl;
    
        return 0;
    }

　　以上代碼會輸出：

    1
    0
    0
    1

　　以上的示例代碼再加上模板元編程，可以很輕易地實現(xiàn)消息的自動映射，具體實現(xiàn)這個已不在本貼的討論范圍并且這種自動映射的實現(xiàn)，太過復(fù)雜，在編譯期沒有效率，且不夠靈活。不過在消息映射機(jī)制上來說，已稱得上是一種革命性的嘗試。

　　在說完了這所有一切之后，再告訴你一個我最近才知道的秘密（不準(zhǔn)笑我孤陋寡聞）：其實 boost 庫當(dāng)中已有相關(guān)功能的 MPL  工具存在，叫做 has_xxx。

　　源文件：<boost\mpl\has_xxx.hpp>

　　文檔：http://www.boost.org/doc/libs/1_35_0/libs/mpl/doc/refmanual/has-xxx-trait-def.html。