前言

最近学习百度apollo源码，发现很多看不懂的代码，因才疏学浅，只能通过上网搜索，逐步理解，然后将理解完成的内容再次进行记录，其中参考了很多其他博主的博客。
我觉得对于程序员来说，看优秀的代码是进步最快的方式，看代码不仅要看懂代码，还要看明白设计者设计该部分代码的框架。
废话不多少，接下来看一下apollo中基于C++类型萃取实现的结构体成员变量或函数的存在性判断的宏定义：DEFINE_TYPE_TRAIT该宏定义位于:cyber/base/macros.h中。

源码

#define DEFINE_TYPE_TRAIT(name, func)                     \
  template <typename T>                                   \
  struct name {
      
                                                 \
	// 仅当T是一个类类型时，“Class::func”才是存在的，从而这个泛型函数的实例化才是可行的
	// 否则，就将触发SFINAE
    template <typename Class>                             \
    static constexpr bool Test(decltype(&Class::func)*) {
    
     \
      return true;                                        \
    }                                                     \
    // 仅当触发SFINAE时，编译器才会“被迫”选择这个版本
    template <typename>                                   \
    static constexpr bool Test(...) {
    
                         \
      return false;                                       \
    }                                                     \
                                                          \
    static constexpr bool value = Test<T>(nullptr);       \
  };                                                      \
                                                          \
  template <typename T>                                   \
  constexpr bool name<T>::value;

解读

这个宏定义创建了一个struct name的结构体constexpr bool name<T>::value的变量。
第6-15行使用了SFINAE机制，定义了模版类型的Test函数。具体参看【C++深陷】之“decltype”和C++模板SFINAE特性与反射机制

从名字可以知道这段代码的目的是定义一个名为name的类型萃取器，这个萃取器的name::value是bool类型，可以判定T中是否有func函数。使用如下：

DEFINE_TYPE_TRAIT(HasByteSize, ByteSizeLong)
//定义HasByteSize的结构体，func为ByteSizeLong

DEFINE_TYPE_TRAIT 会根据宏参数 name 创建一个同名的类型萃取模板类，并检查模板类型参数 T 中是否包含与宏参数 func 同名的方法，若包含，则模板类的 value 成员被置为 true，否则置为 false。应该注意的是，func 在 T 中必须是公有的，否则无法被发现。

所以 DEFINE_TYPE_TRAIT(HasByteSize, ByteSizeLong) 的具体含义是：创建类型萃取模板类 HasByteSize，HasByteSize可检查模板类型参数 T 中是否包含 ByteSizeLong方法。

HasByteSize<A>::value  \\ true 表示有A.ByteSizeLong()
//在宏定义中为name<T>::value，即HasByteSize.value, Test<T>(nullptr)
//这里的模版T就是A，那么4-7行Test模版中Class就是这里的A。
HasByteSize<B>::value  \\ false 表示没有B.ByteSizeLong()

其中A和B可以是结构体或者类。

SFINAE机制

C++模板提供了一个SFINAE（subsitate failure is not an error）的机制（模板匹配失败不是错误），这是模板里面一个非常有意思的特性，利用这个机制可以检查一个结构体是否包含某个成员等操作。c++语言本身没有提供反射机制（也有利用pb实现反射），利用SFINAE机制，可以实现类似于反射的功能。

举例

#include <cstdlib>
#include <iostream>
// A类型包含size函数
struct A {
    
    
  int size() {
    
    
      return 0;
  }
};
struct B {
    
    
    int Size() {
    
    
        return 1;
    }
};
// type trait
template <typename T>
struct HasSize {
    
    
    template <typename Class>
    static constexpr bool Test(decltype(&Class::size)*) {
    
    
        return true;
    }
    template<typename >
    static constexpr bool Test(...) {
    
    
        return false;
    }
    static constexpr bool value = Test<T>(nullptr);
};

int main() {
    
    
    if (!HasSize<B>::value) {
    
    
        std::cout << "hello world" <<std::endl;
    }
    return 0;
}

上面代码中，HasSize中有静态的常量value，它的初值是通过调用结构体的静态成员函数Test(nullptr)来初始化的。
而它有两个Test函数，且都是constexpr修饰的，这表明函数参数及返回值在编译器就要确定下来。
正是如此，如果Class有size函数，那么

static constexpr bool Test(decltype(&Class::size)*) {
    
    
  return true;
}

在编译期就可以替换成功，即

static constexpr bool Test(Func *) {
    
    
  return true;
}

value = Test(nullptr)也就自然而然被初始化为true。否则，便会是false。
运行上述结果，因为B::size()不存在，可以看到最后输出了结果。

参考

【C++深陷】之“decltype”
C++模板SFINAE特性与反射机制
由一道C++面试题引发的思考
深入探索单例设计模式：以百度 Apollo 为例
C++ type_traits和SFINAE的一点理解