C++ SFINAE - std::is_arithmetic 和 std::is_same 之间的分辨率优先级答案

【问题标题】：C++ SFINAE - Resolution priority between std::is_arithmetic and std::is_sameC++ SFINAE - std::is_arithmetic 和 std::is_same 之间的分辨率优先级
【发布时间】：2017-05-13 20:12:09
【问题描述】：

我正在使用 SFINAE 构建一个基本的序列化库。

假设我有一个实现通用process 方法的类，它可以读取任何类型（允许用户扩展）并将其序列化。我正在使用std::enable_if 将此方法专门用于不同的模板参数类型。这是一个例子：

class OutputSerializer
{
public:
    OutputSerializer(std::ostream& str) : stream(str) {}

private:
    template<typename T>
    typename std::enable_if<std::is_arithmetic<T>::value, void>::type
    process(T&& arg) {
        stream.write(&arg, sizeof(arg));
    }

//More specializations here

    std::ostream& stream;
};

我想通过使输出流存储 1 个字节而不是 sizeof(bool) 字节来优化布尔值的这种方法。与我之前的做法类似，我添加了一个新的模板特化：

class OutputSerializer
{
public:
    OutputSerializer(std::ostream& str) : stream(str) {}

private:
    template<typename T>
    typename std::enable_if<std::is_arithmetic<T>::value, void>::type
    process(T&& arg) {
        stream.write(&arg, sizeof(arg));
    }

    template<typename T>
    typename std::enable_if<std::is_same<T, bool>::value, void>::type
    process(T&& arg) {
        stream.write(&arg, 1);
    }

    std::ostream& stream;
};

现在，出现了一个问题。 std::is_arithmetic<bool> 也应该返回 true。那么在名称解析过程中会优先考虑这两个专业中的哪一个？

请记住，这只是一个理论问题。我知道有更多方法可以确保此方法执行我想要的操作，例如将模板本身专门用于 bool，如下所示：

template<>
void process<bool>(bool&& arg) {
    stream.write(&arg, 1);
}

或者在更通用的情况下添加额外的检查，如下所示：

template<typename T>
typename std::enable_if<
    std::is_arithmetic<T>::value
    && !std::is_same<T, bool>::value, void>::type
process(T&& arg) {
    stream.write(&arg, sizeof(arg));
}

或者至少，我很确定这些会起作用。如果我错了，请随时打电话给我。谢谢！

【问题讨论】：

你需要&& !std::is_same，否则你会得到两个void process(bool)。您不能有两个具有相同名称和签名的函数。当然，你可以在函数内部使用if (std::is_same...，编译器会正确优化，省去很多麻烦。
如果sizeof(bool) != 1 那么你在stream.write(&arg, 1); 中有一个未定义的行为，对吧？
为什么不做一个非模板重载，void process(bool)？非模板优先于模板，其他条件相同。
@freakish：不是未定义的行为，只是不会总是正常工作。
@DietrichEpp 好吧，如果他不反序列化该数据，那没关系。但是一旦他尝试，那就是UB，对吗？但我想这可以通过stream.write(arg ? '1' : '0', 1); 和适当的反序列化来解决。还有关于sizeof(bool) 的保证吗？我的意思是按值传递不应该更有效吗？

标签： c++ metaprogramming sfinae enable-if

【解决方案1】：

两者都没有任何优先级。两个模板都将导致函数void process(bool)，并且调用将是模棱两可的。

Example

为bool 添加显式特化也不起作用，因为没有明确的基础模板可以特化。您需要为模板的std::is_arithmetic 版本添加更多条件，或者最好只为bool 提供非模板重载。函数确实优先于函数模板，因此重载决议将选择非模板版本。

Example

【讨论】：