使用SFINAE进行模板类专业化-Java 学习之路

假设我有这些声明

template<typename T> class User;
template<typename T> class Data;

并且想要为 T = Data<some_type> 实现 User<> 以及从 Data<some_type> 派生的任何类，但也允许在其他地方定义的其他特化 .

如果我还没有类模板 User<> 的声明，我可以简单地说

template<typename T,
         typename A= typename std::enable_if<is_Data<T>::value>::type>
class User { /*...*/ };

哪里

template<template<typename> data>> struct is_Data
{ static const bool value = /* some magic here (not the question) */; };

但是，这有两个模板参数，因此与前一个声明发生冲突，其中 User<> 仅使用一个模板参数声明 . 还有什么我可以做的吗？

（注意

template<typename T,
         typename A= typename std::enable_if<is_Data<T>::value>::type>
class User<T> { /*...*/ };

不起作用（默认模板参数可能不在部分特化中使用），也不起作用

template<typename T> class User<Data<T>> { /*...*/ };

因为它不允许从 Data<> 派生的类型，也不允许

template<typename T>
class User<typename std::enable_if<is_Data<T>::value,T>::type>
{ /*...*/ };

因为模板参数 T 未用于部分特化 . ）

3 回答

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既然你说你还在等待更好的答案，这就是我的看法 . 它并不完美，但我认为它会尽可能地使用SFINAE和部分特化 . （我想Concepts会提供一个完整而优雅的解决方案，但我们将不得不等待一段时间 . ）

该解决方案依赖于最近仅在C 14的最终版本之后的标准工作草案中指定的别名模板的功能，但实现已经支持了一段时间 . N4527 [14.5.7p3]草案中的相关措辞是：

但是，如果template-id是依赖的，则后续模板参数替换仍适用于template-id . [示例：template <typename ...> using void_t = void;
template <typename T> void_t <typename T :: foo> f（）;
˚F<int>的（）; //错误，int没有嵌套类型foo
- 末端的例子]
以下是实现此想法的完整示例：
```
#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <utility>

template<typename> struct User { static void f() { std::cout << "primary\n"; } };

template<typename> struct Data { };
template<typename T, typename U> struct Derived1 : Data<T*> { };
template<typename> struct Derived2 : Data<double> { };
struct DD : Data<int> { };

template<typename T> void take_data(Data<T>&&);

template<typename T, typename = decltype(take_data(std::declval<T>()))> 
using enable_if_data = T;

template<template<typename...> class TT, typename... Ts> 
struct User<enable_if_data<TT<Ts...>>> 
{ 
    static void f() { std::cout << "partial specialization for Data\n"; } 
};

template<typename> struct Other { };
template<typename T> struct User<Other<T>> 
{ 
    static void f() { std::cout << "partial specialization for Other\n"; } 
};

int main()
{
    User<int>::f();
    User<Data<int>>::f();
    User<Derived1<int, long>>::f();
    User<Derived2<char>>::f();
    User<DD>::f();
    User<Other<int>>::f();
}
```
运行它打印：
```
primary
partial specialization for Data
partial specialization for Data
partial specialization for Data
primary
partial specialization for Other
```
正如你所看到的那样，为 DD 选择了's a wrinkle: the partial specialization isn'，我们只能说't be, because of the way we declared it. So, why don't
```
template<typename T> struct User<enable_if_data<T>>
```
并允许它匹配 DD ？这实际上在GCC中有效，但由于[14.5.5p8.3,8.4]（[p8.3]可能在将来消失，因为它是多余的 - CWG 2033），因此被Clang和MSVC正确拒绝：

专门化的参数列表不应与主模板的隐式参数列表相同 . 专业化应比主要模板（14.5.5.2）更专业化 .

User<enable_if_data<T>> 等效于 User<T> （模数替换为该默认参数，单独处理，如上面的第一个引言所解释的），因此是一种无效的部分特化形式 . 不幸的是，匹配像 DD 之类的东西，一般来说，需要一个形式为 T 的部分特化参数 - 我担心我们可以最终说这个部分不能在给定的约束内解决 . （有Core issue 1980，暗示了一些关于模板别名使用的未来规则，但我怀疑它们会使我们的案例有效 . ）

只要从 Data<T> 派生的类本身就是模板特化，使用上述技术进一步约束它们就可以了，所以希望这对你有用 .

编译器支持（这是我测试的，其他版本也可以工作）：
- Clang 3.3 - 3.6.0， -Wall -Wextra -std=c++11 -pedantic - 如上所述 .
- GCC 4.7.3 - 4.9.2，相同选项 - 与上述相同 . 奇怪的是，GCC 5.1.0 - 5.2.0不再使用正确版本的代码选择部分特化 . 这看起来像一个回归 . 我没有时间整理一份正确的错误报告;如果你愿意，可以自由地做 . 该问题似乎与参数包与模板模板参数一起使用有关 . 无论如何，GCC使用 enable_if_data<T> 接受不正确的版本，因此这可以是一个临时解决方案 .
- MSVC：Visual C 2015， /W4 ，如上所述工作 . 旧版本不喜欢默认参数中的 decltype ，但该技术本身仍然有效 - 用另一种表达约束的方式替换默认参数使其适用于2013 Update 4 .
回复于 2024-04-28T06:42:29+08:00
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IF User<> 的原始声明可以适应
```
template<typename, typename=std::true_type> class User;
```
然后我们可以找到解决方案（按照Luc Danton的评论，而不是使用std::enable_if）
```
template<typename>
struct is_Data : std::false_type {};
template<typename T>
struct is_Data<Data<T>> : std::true_type {};

template<typename T>
class User<T, typename is_Data<T>::type >
{ /* ... */ };
```
但是，这不能回答原始问题，因为它需要更改 User 的原始定义 . 我还在等待更好的答案 . 这可能是最终证明没有其他解决方案的结果可能 .
回复于 2024-04-28T06:42:29+08:00
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由于您只想在单个条件为真时实现它，最简单的解决方案是使用静态断言 . 它不需要SFINAE，如果使用不正确则给出明确的编译错误，并且不需要调整 User<> 的声明：
```
template<typename T> class User {
  static_assert(is_Data<T>::value, "T is not (a subclass of) Data<>");
  /** Implementation. **/
};
```
另见：When to use static_assert instead of SFINAE? . static_assert 是一个c 11构造，但是有很多可用于pre-c 11编译器的解决方法，例如：
```
#define STATIC_ASSERT(consdition,name) \
  typedef char[(condition)?1:-1] STATIC_ASSERT_ ## name
```
如果 user<> 的声明可以更改，并且您想要两个实现，具体取决于 is_Data 的值，那么还有一个不使用SFINAE的解决方案：
```
template<typename T, bool D=is_Data<T>::value> class User;

template<typename T> class User<T, true> {
  static_assert(is_Data<T>::value, "T is not (a subclass of) Data<>"); // Optional
  /* Data implementation */
};

template<typename T> class User<T, false> {
  static_assert(!is_Data<T>::value, "T is (a subclass of) Data<>"); // Optional
  /* Non-data implementation */
};
```
静态断言仅检查用户是否意外地错误地指定了模板参数 D . 如果未明确指定 D ，则可以省略静态断言 .
回复于 2024-04-28T06:42:29+08:00

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