如何在類范圍中定義/特化type_trait？

Question

我有以下情況：我的問題圍繞使用強類型枚舉類作為標志（就像在C＃中使用Flags-Attribute一樣）。 我知道這不是枚舉類首先使用的方式，但這不是這個問題的重點。

我已經定義了幾個要在這些枚舉類上使用的運算符和函數，以及一個自定義類型特征，用於區分常規枚舉和Flag-enums。 這是一個例子：

// Default type_trait which disables the following operators
template <typename T> struct is_flags : std::false_type {};

// Example operator to use enum class as flags
template <typename T>
std::enable_if_t<std::is_enum<T>::value && is_flags<T>::value, T&>
operator|=(T &t1, const T t2)
{
    return t1 = static_cast<T>(static_cast<std::underlying_type_t<T>>(t1) | 
                               static_cast<std::underlying_type_t<T>>(t2));
};

現在，如果我定義任何enum class我可以執行以下操作：

enum class Foo { A = 1, B = 2 };

enum class Bar { A = 1, B = 2 };

// Declare "Bar" to be useable like Flags
template <> struct is_flags<Bar> : std::true_type {}; 

void test()
{
    Foo f;
    Bar b;
    f |= Foo::A; // Doesn't compile, no operator |=
    b |= Bar::A; // Compiles, type_trait enables the operator
}

上面的代碼工作正常，並使用宏進行模板專業化，它幾乎看起來像非常方便的C＃Flags-Attribute。

但是，當在命名空間范圍內未定義enum class時，我遇到了一個問題：

struct X
{
    enum class Bar { A = 1, B = 2 };

    // Following line gives: C3412: Cannot specialize template in current scope
    template <> struct is_flags<Bar> : std::true_type {};
}

類型特征不能在這里專門化。 我需要在X之外定義特征，這是可能的，但是將“Flag-Attribute”與枚舉聲明分開。 在我們的代碼中使用它會很好，因為標志遍布整個地方但是以一種相當老式的方式（ int + #define ）。 到目前為止，我發現這個問題的所有解決方案都集中在類而不是枚舉上，其中解決方案更簡單，因為我可以將特征定義為類本身的成員。 但是，枚舉不能繼承，包含typedef或者將某個枚舉類與另一個枚舉類區分開來可能需要的任何東西。

那么是否有可能在類范圍中定義某種特征，可以在全局命名空間范圍內使用它來識別特殊的枚舉類類型？

編輯：我應該補充說我正在使用Visual Studio 2013。

更新：感謝您的答案，標簽解決方案非常有效，盡管我必須做出微妙的改變（在此過程中使其變得更加簡單）。 我現在正在使用這種自定義類型特征：

template <typename T>
struct is_flags
{
private:
    template <typename U> static std::true_type check(decltype(U::Flags)*);
    template <typename> static std::false_type check(...);

    typedef decltype(check<T>(0)) result;
public:
    static const bool value = std::is_enum<T>::value && result::value;
};

現在，我需要做的就是添加Flags的枚舉類，不管它是在什么范圍：

enum class Foo { Flags, A = 0x0001, B = 0x0002 };

另請參閱此處了解類似的問題和解決方案。

更新2：自Visual Studio 2013 Update 2以來，當is_flags特征應用於ios-base標頭時，此解決方案將導致編譯器崩潰。 因此，我們現在使用一種不同的，更清晰的方法，我們使用一個模板類作為enum class的存儲，並定義所有運算符本身，沒有任何類型特征魔術。 可以使用基礎enum class隱式創建模板類，使用基礎類型顯式創建模板類。 有魅力，而不是一個enable_if -mess。

Answer 1

這是一個使用ADL而不是traits的丑陋解決方案（當然你可以在特征中隱藏ADL）：

新的運營商模板：

struct my_unique_enum_flag_type;

// Example operator to use enum class as flags
template <typename T>
enable_if_t<std::is_enum<T>::value
            && std::is_same<decltype(is_flags(std::declval<T>())),
                            my_unique_enum_flag_type>::value, T&>
operator|=(T &t1, const T t2)
{
    return t1 = static_cast<T>(static_cast<underlying_type_t<T>>(t1) | 
                               static_cast<underlying_type_t<T>>(t2));
};

Bar的is_flags定義：

struct X
{
    enum class Bar { A = 1, B = 2 };

    friend my_unique_enum_flag_type is_flags(Bar);
};

int main()
{
    X::Bar a = X::Bar::A;
    a |= X::Bar::B;
}

（最好使用比ADL的is_flags更獨特的名稱）

Answer 2

您可以標記枚舉本身：

#include <type_traits>

template<typename T>
struct is_flags {
    private:
    typedef typename std::underlying_type<T>::type integral;
    template<integral> struct Wrap {};

    template<typename U>
    static constexpr std::true_type check(Wrap<integral(U::EnumFlags)>*);

    template<typename>
    static constexpr std::false_type check(...);

    typedef decltype(check<T>(0)) result;

    public:
    static constexpr bool value = std::is_enum<T>::value && result::value;
};

namespace Detail {
    template <bool>
    struct Evaluate;

    template <>
    struct Evaluate<true> {
        template <typename T>
        static T apply(T a, T b) { return T(); }
    };
}

template <typename T>
T evalueate(T a, T b)
{
    return Detail::Evaluate<is_flags<T>::value>::apply(a, b);
}

enum class E{ A = 1, B, C };
struct X {
    enum class F{ EnumFlags, A = 1, B, C };
};

int main ()
{
    // error: incomplete type ‘Detail::Evaluate<false>’ used in nested name specifier
    // evalueate(E::A, E::B);
    evalueate(X::F::A, X::F::B);
}