使用C++0x新特性為模板參數指定約束條件

在編寫C++類模板時，有時希望模板參數滿足某種要求，即約束條件，比如要求某個模板型別參數T必須派生於基類TBase。

在C#泛型中可以通過where關鍵字來指定約束條件，而C++模板則缺乏類似的約束機制。

C++0x中引入了一些新的特性，C++標準庫也得到了改進和擴充，有兩篇不錯的參考文章：

Explicating the new C++ standard (C++0x), and its implementation in VC10Standard C++ Library changes in Visual C++ 2010

利用這些新特性，可以為模板參數指定一些約束。

比如，WTL中的模板，其中的一些模板參數必須從指定類繼承（直接或間接繼承），才能編譯通過，如CApplicationT類：

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();
            //......
這個模板類有個型別參數TMainWindow，實現代碼中調用了這個類的一些成員函數，如Create(…)，ShowWindow()等等。然而，這些成員函數實際上是CWindow類的成員函數。也就是說，TMainWindow類必須從CWindow類繼承（直接或間接繼承），才能在模板執行個體化時正確編譯通過。
否則，如果TMainWindow不是CWindow的衍生類別，在編譯如下代碼時：
CApplication<CTestWindow> g_MainApp;
編譯器會提示如下錯誤：
  

   
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'
  
這種編譯錯誤不夠直觀，當碰到某些不太常見的成員函數時，特別是使用別人編寫的模板代碼，又缺少文檔說明時，很難搞清楚TMainWindow應當滿足什麼條件才能編譯通過。
 
幸好，我們現在可以利用C++0x的一些新特性來顯式指定TMainWindow必須從CWindow類繼承（直接或間接繼承），方法為在CApplicationT模板實現代碼中添加一段靜態斷言代碼：
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);
        //......
這樣，當TMainWindow不滿足條件時，編譯器就會提示如下錯誤：
   

    
e:\coding\mywtllib\wtlapp.h(25): error C2338: TMainWindow needs to be CWindow based.
   
這樣，錯誤原因就清晰多了。
使用std::is_base_of<>時，需要添加標頭檔”#include <type_traits>”