如何实现支持继承检测的C++模板特化派生判断concept

实现方案 #

完全可以实现，以下是兼容C++17及以上版本的可用实现，符合你提出的所有判断要求：

#include <type_traits>

template <class T, template <class...> class Primary>
struct derived_from_specialization_of {
private:
    // 匹配任意Primary模板的特化基类
    template <class... Args>
    static std::true_type test(const Primary<Args...>*);
    // 兜底重载，没有匹配到对应基类时触发
    static std::false_type test(...);
public:
    static constexpr bool value = decltype(test(static_cast<const T*>(nullptr)))::value;
};

// 标准库风格的辅助变量模板
template <class T, template <class...> class Primary>
constexpr bool derived_from_specialization_of_v = derived_from_specialization_of<T, Primary>::value;

// C++20 下可额外定义概念版本
#if __cplusplus >= 202002L
template <class T, template <class...> class Primary>
concept derived_from_specialization_of = derived_from_specialization_of_v<T, Primary>;
#endif

实现原理 #

利用C++的隐式指针转换规则：派生类指针可以隐式转换为可访问、无歧义的公有基类指针。我们通过两个重载的test函数让编译器自行完成匹配：如果传入的T指针能转换为任意Primary<Args...>类型的指针，就会匹配到返回std::true_type的重载，否则触发变参兜底函数返回std::false_type。

验证测试 #

你给出的所有测试用例都可以正常通过：

单参数模板继承测试

template<class>   struct A {};
template<class T> struct B : A<T> {};
template<class T> struct C : B<T> {};

static_assert(derived_from_specialization_of_v< A<int>, A>);
static_assert(derived_from_specialization_of_v< B<int>, B>);
static_assert(derived_from_specialization_of_v< C<int>, C>);

static_assert(derived_from_specialization_of_v< B<int>, A>);
static_assert(derived_from_specialization_of_v< C<int>, B>);
static_assert(derived_from_specialization_of_v< C<int>, A>);

多参数、参数包模板测试

// 多参数模板
template<class, class> struct MultiA{};
struct DerivedMulti : MultiA<int, double> {};
static_assert(derived_from_specialization_of_v<DerivedMulti, MultiA>);

// 参数包模板
template<typename...>  struct VariadicB{};
struct DerivedVariadic : VariadicB<int, char, double> {};
static_assert(derived_from_specialization_of_v<DerivedVariadic, VariadicB>);

注意限制 #

1. 仅对公有、无歧义的继承生效：如果是私有/保护继承，或者T同时继承了多个不同的Primary<Args...>特化，会返回false或者触发编译歧义错误。
2. 当前版本仅支持模板参数全为类型参数的模板，如果需要支持包含非类型模板参数、模板模板参数的模板，需要针对场景调整匹配规则。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ramon