如何对CRTP定义的类型接口进行编译期静态断言验证？

针对CRTP场景中派生类未实现接口导致栈溢出的问题，这里提供几种编译期检测的实用方案：

方案1：静态断言+自定义类型特性（C++11及以上） #

通过自定义类型特性检测派生类自身是否定义了指定签名的test函数（排除继承自基类的版本），再在基类中添加静态断言触发明确的编译错误。

步骤1：实现类型特性 #

#include <type_traits>
#include <utility>

template<typename T, typename X>
struct has_explicit_test {
private:
    // 重载1：仅当T自身存在void test(X)时匹配
    template<typename U>
    static auto test(int) -> decltype(
        static_cast<void (U::*)(X)>(&U::test),
        std::true_type{}
    );
    // 重载2：其他所有情况匹配
    template<typename U>
    static std::false_type test(...);
public:
    static constexpr bool value = decltype(test<T>(0))::value;
};

template<typename T, typename X>
constexpr bool has_explicit_test_v = has_explicit_test<T, X>::value;

该特性通过判断&T::test能否转换成void (T::*)(X)来生效：只有当T自身定义了该签名的函数时，转换才合法；继承自基类的函数属于基类成员，无法转换为派生类的成员函数指针类型。

步骤2：在基类中添加静态断言 #

template <typename T, typename X>
struct A
{   
    void test(X x)
    {
        static_assert(has_explicit_test_v<T, X>, 
                      "错误：派生类必须实现void test(X)接口");
        return static_cast<T &>(*this).test(std::forward<X>(x));
    }
};

struct B: public A<B, int>
{
    void test(int x){}; // 必须实现，否则触发静态断言
};

// 测试：若注释B的test函数，编译时会触发明确的断言错误
int main(void)
{
    B b;
    b.test(5);
};

方案2：C++20 requires表达式（更简洁） #

利用C++20的概念特性，直接在基类中完成接口检测，代码更紧凑：

#include <type_traits>
#include <utility>

template <typename T, typename X>
struct A
{   
    void test(X x)
    {
        static_assert(
            requires { static_cast<void (T::*)(X)>(&T::test); },
            "错误：派生类必须实现void test(X)接口"
        );
        return static_cast<T &>(*this).test(std::forward<X>(x));
    }
};

struct B: public A<B, int>
{
    void test(int x){};
};

int main(void)
{
    B b;
    b.test(5);
};

这里的requires表达式直接验证&T::test的类型匹配性，效果和方案1完全一致，但省去了单独定义类型特性的代码。

方案3：删除基类的默认实现（极简方案） #

直接将基类的test函数标记为delete，当派生类未实现时，编译器会因尝试调用删除函数而报错：

template <typename T, typename X>
struct A
{   
    // 派生类未实现test时，调用会触发"使用删除函数"的编译错误
    void test(X x) = delete;
};

struct B: public A<B, int>
{
    void test(int x){}; // 必须实现，否则编译报错
};

int main(void)
{
    B b;
    b.test(5);
};

这个方案的优点是代码极简，缺点是错误信息没有前两种方案直观，但足以阻止编译通过，彻底避免运行时栈溢出。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Arthur M