SFINAE 在这里不适用吗？

Question

我正在写一些东西来使用 SFINAE 在某些条件下不生成函数。当我直接使用元代码时，它按预期工作，但是当我通过另一个类间接使用代码时，它无法按预期工作。

我认为这是一个 VC++ 的东西，但看起来 g++ 也有这个，所以我想知道是否有某些原因 SFINAE 没有被应用于这个案例。

代码很简单。如果使用的类不是“集合类”的基类，则不要生成该函数。

#include <algorithm>
#include <type_traits>

#define USE_DIRECT 0
#define ENABLE 1

class A{};
class B{};
class C{};
class D{};
class collection1 : A, B, C {};
class collection2 : D {};

#if USE_DIRECT
template<typename X>
typename std::enable_if<std::is_base_of<X, collection1>::value, X>::type fn(X x)
{
    return X();
}

# if ENABLE
template<typename X>
typename std::enable_if<std::is_base_of<X, collection2>::value, X>::type fn(X x)
{
    return X();
}
# endif

#else // USE_DIRECT

template<typename X, typename COLLECTION>
struct enable_if_is_base_of
{
    static const int value = std::is_base_of<X, COLLECTION>::value;
    typedef typename std::enable_if<value, X>::type type;
};

template<typename X>
typename enable_if_is_base_of<X, collection1>::type fn(X x)
{
    return X();
}

# if ENABLE
template<typename X>
typename enable_if_is_base_of<X, collection2>::type fn(X x)
{
    return X();
}
# endif
#endif // USE_DIRECT

int main()
{
    fn(A());
    fn(B());
    fn(C());
    fn(D());

   return 0;
}

如果我将 USE_DIRECT 设置为 1 并将 ENABLE 设置为 0，则编译失败，因为没有函数 fn 接受参数 D。将 ENABLE 设置为 1 将阻止该错误的发生。

但是，如果我将 USE_DIRECT 设置为 0 并将 ENABLE 设置为 0，它将失败并显示不同的错误消息，但对于相同的情况，没有采用参数 D 的 fn。但是，将 ENABLE 设置为 1 将导致所有 4 个函数调用都失败。

为方便起见，这里是在线编译器中的代码：http://goo.gl/CQcXHr

谁能解释这里发生了什么以及为什么？

这看起来可能与Alias templates used in SFINAE lead to a hard error有关，但也没有人回答。

作为参考，以下是 g++ 生成的错误：

main.cpp: In instantiation of 'struct enable_if_is_base_of<A, collection2>':                                                                   
main.cpp:45:53:   required by substitution of 'template<class X> typename enable_if_is_base_of<X, collection2>::type fn(X) [with X = A]'       
main.cpp:54:8:   required from here                                                                                                            
main.cpp:34:82: error: no type named 'type' in 'struct std::enable_if<false, A>'                                                               
  typedef typename std::enable_if<std::is_base_of<X, COLLECTION>::value, X>::type type;                                                        
                                                                                  ^                                                            
main.cpp: In instantiation of 'struct enable_if_is_base_of<B, collection2>':                                                                   
main.cpp:45:53:   required by substitution of 'template<class X> typename enable_if_is_base_of<X, collection2>::type fn(X) [with X = B]'       
main.cpp:55:8:   required from here                                                                                                            
main.cpp:34:82: error: no type named 'type' in 'struct std::enable_if<false, B>'                                                               
main.cpp: In instantiation of 'struct enable_if_is_base_of<C, collection2>':                                                                   
main.cpp:45:53:   required by substitution of 'template<class X> typename enable_if_is_base_of<X, collection2>::type fn(X) [with X = C]'       
main.cpp:56:8:   required from here                                                                                                            
main.cpp:34:82: error: no type named 'type' in 'struct std::enable_if<false, C>'                                                               
main.cpp: In instantiation of 'struct enable_if_is_base_of<D, collection1>':                                                                   
main.cpp:38:53:   required by substitution of 'template<class X> typename enable_if_is_base_of<X, collection1>::type fn(X) [with X = D]'       
main.cpp:57:8:   required from here                                                                                                            
main.cpp:34:82: error: no type named 'type' in 'struct std::enable_if<false, D>'                                                               

Answer 1

只有在直接上下文中发生的替换可能会导致推理失败：

§14.8.2 [temp.deduct]/p8

只有在函数类型的直接上下文中的无效类型和表达式和 其模板参数类型可能会导致扣减失败。 [ 注意：替换类型的评估 和表达式可能会导致副作用例如类模板特化的实例化和/或 函数模板特化、隐式定义函数的生成等。这样的副作用是 不在“直接上下文”中，并可能导致程序格式错误。 — 结束说明 ]

fn 的签名需要完整声明 enable_if_is_base 的专业化才能存在：

§14.7.1 [temp.inst]/p1

除非类模板特化已显式实例化 (14.7.2) 或显式特化 (14.7.3)， 当在上下文中引用特化时，类模板特化被隐式实例化 需要完全定义的对象类型或当类类型的完整性影响语义时 程序。

编译器无法生成以下的特化：

template<typename X, typename COLLECTION>
struct enable_if_is_base_of
{
    static const int value = std::is_base_of<X, COLLECTION>::value;
    typedef typename std::enable_if<value, X>::type type;
};

因为如果value 的计算结果为false，则typename std::enable_if<value, X>::type 的替换会导致类型丢失，而这不在直接上下文中。

Answer 2

正如已经回答的那样，您的 SFINAE 计划无法运行。但是，您可以使用以下不太漂亮的解决方案来实现您可能想要的：

#include <algorithm>
#include <type_traits>
#include <iostream>

class A{};
class B{};
class C{};
class D{};
class collection1 : A, B, C {};
class collection2 : D {};

template<typename X, class Enable = void>
struct enable_if_is_base_of;

template<typename X>
struct enable_if_is_base_of<X, typename std::enable_if<std::is_base_of<X, collection1>::value>::type> {
  static X fn(X x) {
    (void) x;
    std::cout << "collection1" << std::endl;
    return X();
  }
};

template<typename X>
struct enable_if_is_base_of<X, typename std::enable_if<std::is_base_of<X, collection2>::value>::type> {
  static X fn(X x) {
    (void) x;
    std::cout << "collection2" << std::endl;
    return X();
  }
};

int main() {
  enable_if_is_base_of<A>::fn(A());
  enable_if_is_base_of<B>::fn(B());
  enable_if_is_base_of<C>::fn(C());
  enable_if_is_base_of<D>::fn(D());
}

LIVE DEMO

Answer 3

问题是如果类型不存在，typedef没有被跳过，这是一个错误。

解决方案：没有 typedef

template<typename X, typename COLLECTION>
struct enable_if_is_base_of : std::enable_if<std::is_base_of<X, COLLECTION>::value, X>
{};

现在type 成员存在（通过继承）当且仅当它存在于enable_if 实例化中。