编译时 C++ 函数检查所有模板参数类型是否唯一

有一个很好的问题（require 子句中不允许哪些替换失败？ https://stackoverflow.com/questions/59555623/which-substitution-failures-are-not-allowed-in-requires-clauses）提出下一个问题。

需要编写一个编译时函数template<typename... Ts> constexpr bool allTypesUnique()将会返回true如果所有参数类型都是唯一的，并且false否则。并且限制是不要成对比较参数类型。不幸的是，答案仅解释了为什么无法使用某些特定方法来实现此类功能。

我认为可以使用多重继承来实现解决方案。这个想法是让一个类继承多个类：每种类型一个类T in Ts。每个这样的类都定义了一个虚函数，其签名取决于T。如果有一些T被发现不止一次Ts然后函数f子类中的函数将覆盖基类中的函数，并且可以检测到：

template<typename> struct A{};

template<typename T, typename... Ts>
struct B : B<Ts...> {
    using B<Ts...>::f;
    constexpr virtual void f(A<T>, bool & unique) { if( ++count > 1 ) unique = false; }
    int count = 0;
};

template<typename T>
struct B<T> {
    constexpr virtual void f(A<T>, bool & unique) { if( ++count > 1 ) unique = false; }
    int count = 0;
};

template<typename... Ts>
constexpr bool allTypesUnique() {
    B<Ts...> b;
    bool res = true;
    ( b.f( A<Ts>{}, res ), ... );
    return res;
}

int main() {
    static_assert( allTypesUnique<void>() );
    static_assert( allTypesUnique<void, int&>() );
    static_assert( !allTypesUnique<int&, int&>() );
    static_assert( allTypesUnique<char, short, int>() );
    static_assert( !allTypesUnique<char, short, char>() );
}

Demo: https://gcc.godbolt.org/z/8jhnE7P11 https://gcc.godbolt.org/z/8jhnE7P11

只是好奇，这个解决方案是否正确，是否有更简单的解决方案来解决这个问题？

可以在通过 C++20 属性支持类大小优化的编译器中获得更简单的解决方案[[无唯一地址]] https://en.cppreference.com/w/cpp/language/attributes/no_unique_address对于空成员。如果所有类空成员都有不同的类型，那么它的sizeof将为 1。如果某些成员类型重复，则它们不能共享相同的地址，并且sizeof将大于1。

解决方案代码：

template<typename> struct A{};

template<typename T, typename... Ts>
struct B : B<Ts...> {
    [[no_unique_address]] A<T> a;
};

template<typename T>
struct B<T> {
    [[no_unique_address]] A<T> a;
};

template<typename... Ts>
constexpr bool allTypesUnique() {
    if constexpr (sizeof...(Ts) <= 1 )
        return true;
    else
        return sizeof(B<Ts...>) == 1;
}

int main() {
    static_assert( allTypesUnique<void>() );
    static_assert( allTypesUnique<void, int&>() );
    static_assert( !allTypesUnique<int&, int&>() );
    static_assert( allTypesUnique<char, short, int>() );
    static_assert( !allTypesUnique<char, short, char>() );
}

Demo: https://gcc.godbolt.org/z/577EP1774 https://gcc.godbolt.org/z/577EP1774