在类主体之外定义的成员函数上的 sfinae答案

【问题标题】：sfinae on member function defined outside of class body在类主体之外定义的成员函数上的 sfinae
【发布时间】：2012-08-01 11:49:22
【问题描述】：

是我previous question 的延续。我所拥有的是一堆形成像这样的sfinae依赖链的函数（让“A -> B”表示法意味着A的存在取决于B的存在）：

S::f_base -> S::f -> ns::f_ -> f -> T::f

其中 T 是模板参数。它的实现类似于this:

#include <utility>

struct S;

template <typename T>
auto f(S& s, T const& t) -> decltype(t.f(s), void())
{
    t.f(s);
}

namespace ns
{
    template <typename T>
    auto f_(S& s, T const& t) -> decltype(f(s, t), void())
    {
        f(s, t);
    }
} 

struct S
{
    template <typename T>
    auto f(T const& t) -> decltype(ns::f_(std::declval<S&>(), t), void())
    {
        ns::f_(*this, t);
    }

    template <typename T>
    auto f_base(T const* t_ptr) -> decltype(f(*t_ptr), void())
    {
        f(*t_ptr);
    }
};

struct pass
{
   void f(S&) const
   {
   }
};

struct fail
{

};

int main()
{
    S s;
    s.f(pass()); // compiles
    //s.f(fail()); // doesn't compile
    return 0;
}

并按预期工作。当我尝试将S::f 和S::f_base 的定义移到类主体之外时出现问题，例如so：

#include <utility>

struct S;

template <typename T>
auto f(S& s, T const& t) -> decltype(t.f(s), void())
{
    t.f(s);
}

namespace ns
{
    template <typename T>
    auto f_(S& s, T const& t) -> decltype(f(s, t), void())
    {
        f(s, t);
    }
} 

struct S
{
    template <typename T>
    auto f(T const& t) -> decltype(ns::f_(std::declval<S&>(), t), void());

    template <typename T>
    auto f_base(T const* t_ptr) -> decltype(f(*t_ptr), void());
};

template <typename T>
auto S::f(T const& t) -> decltype(ns::f_(std::declval<S&>(), t), void())
{
    ns::f_(*this, t);
}

template <typename T>
auto S::f_base(T const* t_ptr) -> decltype(f(*t_ptr), void()) // <---- HERE ---
{
    f(*t_ptr);
}

int main()
{

    return 0;
}

在箭头标记的线上GCC 4.7.1表示不满意：

错误：'decltype ((((S*)0)->S::f((* t_ptr)), void())) S::f_base(const T*)' 的原型不匹配任何在“S”类
错误：候选是：模板 decltype ((((S*)this)->S::f((* t_ptr)), void())) S::f_base(const T*)

我试图通过在f_base 中添加std::declval<S&>(). 来明确指定我在f_base 中使用的f，但错误仍然存在。

我知道我可以像这样修改依赖图：

S::f_base ->
          -> ns::f_ -> f -> T::f
S::f      ->

使S::f_base 依赖于ns::f_ 和S::f，但是有没有办法用第一个依赖图做到这一点？

【问题讨论】：

显而易见的问题：您为什么想要将定义移到类主体之外？
@Xeo 将接口与实现分开，至少在视觉上是这样，因为这些功能实际上比这里简化的单行代码要大得多。
第二个代码在 Windows 上使用 Clang r161057 和 GCC 4.6.3 的 libstdc++。
似乎是 GCC 的一个错误，因为 Clang 编译得很好（根据 rubenvb）。不会想到别的，因为声明完全一样。
也可以用 VS2012 编译。

标签： c++ templates c++11 sfinae decltype

【解决方案1】：

GCC 4.X 不是元编程的最佳选择

我已经设法让它在 4.7.3 (live) 中编译：

#include <utility>

struct S;

template <typename T>
auto f(S& s, T const& t) -> decltype(t.f(s), void())
{
    t.f(s);
}

namespace ns
{
    template <typename T>
    auto f_(S& s, T const& t) -> decltype(f(s, t), void())
    {
        f(s, t);
    }
} 

// some std::void_t like but GCC4.x compatible
template<class T>
struct void_t
{
   using type = typename std::enable_if<std::is_same<T,T>::value >::type;
};

struct S
{
    template <typename T>
    auto f(T const& t) -> decltype(ns::f_(std::declval<S&>(), t), void());

    template <typename T>
    auto f_base(T const* t_ptr) ->  typename void_t< decltype (::f(*std::declval<T const*>()))>::type ;
};


template <typename T>
auto S::f(T const& t) -> decltype(ns::f_(std::declval<S&>(), t), void())
{
    ns::f_(*this, t);
}

// ::f is needed, fail if just 'f'
template <typename T>
auto S::f_base(T const* t_ptr) ->  typename void_t< decltype (::f(*std::declval<T const*>()))>::type
{
    f(*t_ptr);
}
int main()
{

    return 0;
}

注意：

在 GCC4.X 中，我看到了一些奇怪的东西，例如：

template<class T>
struct void_t
{
   using type = void;
};

其中 GCC 将 void_t<decltype(expr)>::type 替换为 void，即使 expr 无效。这就是我使用void_t 实现的原因。

【讨论】：