std::enable_if 有条件地编译成员函数

Question

我试图通过一个简单的示例来理解如何使用 std::enable_if 。在我阅读这个答案后，我认为这应该不会太难举一个简单的例子。我想使用 std::enable_if 在两个成员函数之间进行选择，并只允许使用其中之一。

不幸的是，以下内容无法使用 gcc 4.7 进行编译，经过数小时的尝试后，我问你们我的错误是什么。

#include <utility>
#include <iostream>

template< class T >
class Y {

    public:
        template < typename = typename std::enable_if< true >::type >
        T foo() {
            return 10;
        }
        template < typename = typename std::enable_if< false >::type >
        T foo() {
            return 10;
        }

};


int main() {
    Y< double > y;

    std::cout << y.foo() << std::endl;
}

gcc 报告以下问题：

% LANG=C make CXXFLAGS="-std=c++0x" enable_if
g++ -std=c++0x    enable_if.cpp   -o enable_if
enable_if.cpp:12:65: error: `type' in `struct std::enable_if<false>' does not name a type
enable_if.cpp:13:15: error: `template<class T> template<class> T Y::foo()' cannot be overloaded
enable_if.cpp:9:15: error: with `template<class T> template<class> T Y::foo()'

为什么 g++ 不删除第二个成员函数的错误实例化？根据标准，std::enable_if< bool, T = void >::type 仅当布尔模板参数为 true 时才存在。但为什么 g++ 不认为这是 SFINAE 呢？我认为重载错误消息来自于g++没有删除第二个成员函数并认为这应该是重载的问题。

Answer 1

仅当模板参数的参数推导中的替换导致构造格式错误时，SFINAE 才起作用。不存在这样的替代。

我也想到了这一点，并尝试使用 std::is_samestd::is_samestd::is_same< T, int >::value 和 ! std::is_same< T, int >::value 给出相同的结果。




这是因为当实例化类模板时（在其他情况下创建 Y 类型的对象时会发生这种情况），它会实例化其所有成员声明（不一定是它们的定义/主体！）。其中还有其成员模板。请注意，此时 T 是已知的，并且 !std::is_same!std::is_sameT 是已知的。 T, int >::value 产生 false。因此它将创建一个类 Y ，其中包含

class Y<int> {
    public:
        /* instantiated from
        template < typename = typename std::enable_if< 
          std::is_same< T, int >::value >::type >
        T foo() {
            return 10;
        }
        */

        template < typename = typename std::enable_if< true >::type >
        int foo();

        /* instantiated from

        template < typename = typename std::enable_if< 
          ! std::is_same< T, int >::value >::type >
        T foo() {
            return 10;
        }
        */

        template < typename = typename std::enable_if< false >::type >
        int foo();
};

std::enable_if::type 访问不存在的类型，因此该声明是错误的 -形成。因此你的程序是无效的。

您需要使成员模板的 enable_if 依赖于成员模板本身的参数。那么声明是有效的，因为整个类型仍然是依赖的。当您尝试调用其中之一时，会发生模板参数的参数推导，并且 SFINAE 会按预期发生。请参阅这个问题以及有关如何做到这一点的相应答案。

Answer 2

我做了这个简短的例子，它也有效。

#include <iostream>
#include <type_traits>

class foo;
class bar;

template<class T>
struct is_bar
{
    template<class Q = T>
    typename std::enable_if<std::is_same<Q, bar>::value, bool>::type check()
    {
        return true;
    }

    template<class Q = T>
    typename std::enable_if<!std::is_same<Q, bar>::value, bool>::type check()
    {
        return false;
    }
};

int main()
{
    is_bar<foo> foo_is_bar;
    is_bar<bar> bar_is_bar;
    if (!foo_is_bar.check() && bar_is_bar.check())
        std::cout << "It works!" << std::endl;

    return 0;
}

如果您想让我详细说明，请评论。我认为代码或多或少是不言自明的，但我再次制作了它，所以我可能是错的:)

你可以看到它的实际效果

Answer 3

对于那些正在寻找“有效”解决方案的后来者：

#include <utility>
#include <iostream>

template< typename T >
class Y {

    template< bool cond, typename U >
    using resolvedType  = typename std::enable_if< cond, U >::type; 

    public:
        template< typename U = T > 
        resolvedType< true, U > foo() {
            return 11;
        }
        template< typename U = T >
        resolvedType< false, U > foo() {
            return 12;
        }

};


int main() {
    Y< double > y;

    std::cout << y.foo() << std::endl;
}

编译：

g++ -std=gnu++14 test.cpp 

运行给出：

./a.out 
11

Answer 4

来自这篇帖子：

默认模板参数不是模板签名的一部分

，但可以执行以下操作：

#include <iostream>

struct Foo {
    template < class T,
               class std::enable_if < !std::is_integral<T>::value, int >::type = 0 >
    void f(const T& value)
    {
        std::cout << "Not int" << std::endl;
    }

    template<class T,
             class std::enable_if<std::is_integral<T>::value, int>::type = 0>
    void f(const T& value)
    {
        std::cout << "Int" << std::endl;
    }
};

int main()
{
    Foo foo;
    foo.f(1);
    foo.f(1.1);

    // Output:
    // Int
    // Not int
}

Answer 5

问题是 foo() 的两个声明除了默认模板参数之外没有任何区别，并且这并不会使它们成为单独的声明。
定义第二个 foo() 只是重新定义第一个 foo()。

以下是从最现代到最不现代的选项摘要：

使用 requires 子句有条件地编译成员函数 c++20

T foo() requires some_condition<T> {
    return 10;
}

// Trailing requires clause could also be omitted here because the first 
// function is more constrained, and overload resolution will prefer it.
T foo() requires (!some_condition<T>) {
    return 5;
}

解决方法：使用 if constexpr c++17

// This can only be used to select an implementation, not to make foo()
// disappear entirely.
T foo() {
    if constexpr (some_condition<T>) {
        // If this part more complex, you can put it in a private member function.
        return 10;
    }
    else {
        return 5;
    }
}

正确使用 std::enable_if c++11

// note: Unfortunately, we pollute the function signature with additional template
//       parameters.
// note: std::enable_if_t can be used in C++14
// note: The additional U parameter is necessary to make the condition dependent
//       on a template parameter; otherwise the compiler will simply emit an error
//       for some_condition<T>.
template <typename U = T, typename std::enable_if<some_condition<U>, int>::type = 0>
T foo() {
    return 10;
}

template <typename U = T, typename std::enable_if<!some_condition<U>, int>::type = 0>
T foo() {
    return 5;
}

std::enable_if 的替代样式 c++11

// do SFINAE in trailing return type
template <typename U = T>
auto foo()
  -> typename std::enable_if<some_condition<U>, T>::type {
    return 10;
}

// do SFINAE in regular return type
template <typename U = T>
typename std::enable_if<!some_condition<U>, T>::type
foo() {
    return 5;
}

混合 c++98

template <typename T, bool B>
struct mixin;

template <typename T>
struct mixin<T, true> {
    T foo() { return 10; }
};

template <typename T>
struct mixin<T, false> {
    T foo() { return 5; }
};

template <typename T>
struct Y : mixin<T, some_condition<T>> {};

Answer 6

解决这个问题的一种方法是，成员函数的特化是将特化放入另一个类中，然后从该类继承。您可能必须更改继承顺序才能访问所有其他基础数据，但此技术确实有效。

template< class T, bool condition> struct FooImpl;
template<class T> struct FooImpl<T, true> {
T foo() { return 10; }
};

template<class T> struct FoolImpl<T,false> {
T foo() { return 5; }
};

template< class T >
class Y : public FooImpl<T, boost::is_integer<T> > // whatever your test is goes here.
{
public:
    typedef FooImpl<T, boost::is_integer<T> > inherited;

    // you will need to use "inherited::" if you want to name any of the 
    // members of those inherited classes.
};

这种技术的缺点是，如果您需要为不同的成员函数测试许多不同的东西，则必须为每个成员函数创建一个类，并将其链接到继承树中。对于访问公共数据成员来说也是如此。

前任：

template<class T, bool condition> class Goo;
// repeat pattern above.

template<class T, bool condition>
class Foo<T, true> : public Goo<T, boost::test<T> > {
public:
    typedef Goo<T, boost::test<T> > inherited:
    // etc. etc.
};

Answer 7

布尔值需要依赖于被推导的模板参数。因此，一个简单的解决方法是使用默认的布尔参数：

template< class T >
class Y {

    public:
        template < bool EnableBool = true, typename = typename std::enable_if<( std::is_same<T, double>::value && EnableBool )>::type >
        T foo() {
            return 10;
        }

};

但是，如果您想重载成员函数，这将不起作用。相反，最好使用 TICK_MEMBER_REQUIRES来自 Tick 库：

template< class T >
class Y {

    public:
        TICK_MEMBER_REQUIRES(std::is_same<T, double>::value)
        T foo() {
            return 10;
        }

        TICK_MEMBER_REQUIRES(!std::is_same<T, double>::value)
        T foo() {
            return 10;
        }

};

您还可以实现自己的成员需要像这样的宏（只需在如果您不想使用另一个库）：

template<long N>
struct requires_enum
{
    enum class type
    {
        none,
        all       
    };
};


#define MEMBER_REQUIRES(...) \
typename requires_enum<__LINE__>::type PrivateRequiresEnum ## __LINE__ = requires_enum<__LINE__>::type::none, \
class=typename std::enable_if<((PrivateRequiresEnum ## __LINE__ == requires_enum<__LINE__>::type::none) && (__VA_ARGS__))>::type

Answer 8

这是我使用宏的极简示例。
使用更复杂的表达式时，请使用双括号enable_if((...))。

template<bool b, std::enable_if_t<b, int> = 0>
using helper_enable_if = int;

#define enable_if(value) typename = helper_enable_if<value>

struct Test
{
     template<enable_if(false)>
     void run();
}

Answer 9

// Try this one:

#include <iostream>
#include <type_traits>

// suppose you want to disable certain member functions based on the tag
struct FooTag;
struct BarTag;

// macro to save some typings in the following
// note that a dummy typename is involved in both the 
// first and second parameters. 
// this should be different than the template parameter of the class (typename T for Widget below)

#define EnableIfFoo(T) \
template <typename Dummy = void, typename = \
          typename std::enable_if<std::is_same<FooTag, T>::value, Dummy>::type>

#define EnableIfBar(T) \
template <typename Dummy = void, typename = \
          typename std::enable_if<std::is_same<BarTag, T>::value, Dummy>::type>

template <typename T>
class Widget {
public:
    // enable this function only if the tag is Bar
    EnableIfFoo(T)
    void print() const { std::cout << "I am a Foo!" << std::endl; }
    
    // enable this function only if the tag is Foo
    EnableIfBar(T)
    void display() const { std::cout << "I am a Bar!" << std::endl; }
};


int main() {
    
    // instantiate a widget with tag Foo
    // only print is enabled; display is not
    Widget<FooTag> fw;
    fw.print();
    //fw.display(); // compile error !!
    
    // instantiate a Widget using tag Bar
    // only display is enabled; print is not
    Widget<BarTag> bw;
    bw.display();
    //bw.print(); // compile error !!
    
    return 0;
}