sfinae 上下文中的模板变量

Question

请考虑第一个 sn-p 代码，其中使用基本 SFINAE 触发器来区分类型是否为随机访问迭代器：

template <typename T, typename = void>
struct is_random_access_iterator : public std::false_type {};

template <typename T>
struct is_random_access_iterator<T, 
    std::enable_if_t<
        std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>
    >>
    : public std::true_type {};

template <typename T>
constexpr bool is_random_access_iterator_v = is_random_access_iterator<T>::value;

此代码按预期编译和工作。现在，考虑第二个 sn-p，我将模板变量替换为 enable_if 条件，根本没有更改其定义：

template <typename T>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = 
    std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

template <typename T, typename = void>
struct is_random_access_iterator : public std::false_type {};

template <typename T>
struct is_random_access_iterator<T, 
    std::enable_if_t<
        //std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>
        has_random_access_iterator_tag<T>
    >>
    : public std::true_type {};

template <typename T>
constexpr bool is_random_access_iterator_v = is_random_access_iterator<T>::value;

SFINAE 不再工作，编译器（使用 gcc 8 和 clang 7 测试）抱怨 std::iterator_traits 不存在，只要我提供它不是专门用于的类型。

这是一个工作示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <type_traits>

template <typename T>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = 
    std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

template <typename T, typename = void>
struct is_random_access_iterator : public std::false_type {};

template <typename T>
struct is_random_access_iterator<T, 
    std::enable_if_t<
        //std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>
        has_random_access_iterator_tag<T>
    >>
    : public std::true_type {};

template <typename T>
constexpr bool is_random_access_iterator_v = is_random_access_iterator<T>::value;

int main() {
    std::cout   << std::boolalpha << "Is random access iterator:\n"
                << "- int:   " << is_random_access_iterator_v<int> << '\n'
                << "- int*:  " << is_random_access_iterator_v<int*> << '\n'
                << "- v::it: " << is_random_access_iterator_v<std::vector<int>::iterator> << '\n';
}

还有输出：

prog.cc:8:54: 错误：'std::__1::iterator_traits' 中没有名为 'iterator_category' 的类型 std::is_same_v::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>; ～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～ ~

prog.cc:17:9：注意：在此处请求的变量模板特化“has_random_access_iterator_tag”的实例化 has_random_access_iterator_tag ^

prog.cc:22:46: 注意：在类模板部分特化 'is_random_access_iterator >>' [with T = int] 的模板参数推导期间 constexpr bool is_random_access_iterator_v = is_random_access_iterator::value; ^

prog.cc:22:46：注意：在此处请求的模板类“is_random_access_iterator”的实例化中 prog.cc:26:35：注意：在此处请求的变量模板专业化“is_random_access_iterator_v”的实例化中

谁能解释一下为什么？我对此感到沮丧，因为使用模板常量使模板编程更加紧凑和可读性感觉非常自然。

Answer 1

这里的问题是

template <typename T>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = 
    std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

移动

std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>

脱离 SFINAE 上下文并将其放入刚刚编译的代码中。当在重载解析期间用推导的类型替换模板参数失败时，SFINAE 会启动。自从

template <typename T>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = 
    std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

只有T 作为模板参数，当您尝试实例化has_random_access_iterator_tag<T> 时不会失败。既然没有失败那么

std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

被编译，如果T 对该表达式无效，那么你会得到一个错误。

如果将表达式移回模板参数中，那么当编译器推导 T 时，它将使用它来推导

std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

如果失败则不会是错误，因为它发生在扣除模板参数的过程中。所以如果我们有

template <typename T, bool Val = std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = Val;

如果std::iterator_traits<T>::iterator_category 无效，则整个模板将被视为无效并被忽略。