使用 std::optional 推导函数模板参数失败答案

【问题标题】：Function template argument deduction failed using std::optional使用 std::optional 推导函数模板参数失败
【发布时间】：2018-03-08 04:57:13
【问题描述】：

我想使用std::optional 编写一个带有可选参数的模板函数，

template<typename T1, typename T2>
void fcn(T1 v1, std::optional<T2> v2)
{
}

int main()
{
    fcn(1, 1);            // failed to compile
    fcn(1, std::nullopt); // failed as well
}

但是，编译器无法针对这两种情况推导出 T2。

我知道，当 T1 和 T2 相同时，将第二个参数放入不可演绎的上下文中，例如，

template<typename T>
void fcn(T v1,
         std::enable_if<true, T>::type v2) 
{
}

让调用者可以正常调用fcn(1, 1)。我的第一个问题是如何在不强制调用者写fcn(v1, std::make_optional(v2)) 的情况下为我之前的示例实现这一点？

我的第二个问题是如何使用std::nullopt 调用fcn，而不是编写函数重载？由于在我的用例中可能有几个可选参数，并且编写所有重载排列太不切实际了。

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正如 cmets 所建议的，有多种方法可以编译代码，但没有一种方法比普通函数调用更直观。也许还有一个问题要问，编写模板函数接受不同类型的可选参数的正确方法是什么？

【问题讨论】：

就像一个注释，这迫使调用者写fcn<int, int>(1, 1)或fcn<int, int>(1, std::nullopt)，这似乎比fcn(v1, std::make_optional(v2))更合理。
@YSC 但我认为让调用者提供第二个类型参数仍然不是很直观，尽管她打算省略它。
@unclejimbo：如果您对 T2 类型的知识毫无用处 - 这样您同样乐意省略参数 - 那么您可以为 @987654335 提供默认值您知道的 @ 参数可以让您的代码编译。但是，这并不能很好地扩展：您只能在没有以后要指定的参数时省略参数，除非您使用一些hackery来模拟命名参数（如果有兴趣，请谷歌）。如果您对类型感兴趣，调用者必须指定它（如我的回答）。
您希望fcn(1, std::nullopt); 调用哪个函数？任何T2 都是有效的（只要它对optional 有效）

标签： c++ templates optional generic-programming

【解决方案1】：

如何在不强制调用者编写 fcn(v1, std::make_optional(v2)) 的情况下为我之前的示例实现这一点？

您可以通过将扣除部分与std::optional的使用分开来做到这一点。

除了编写函数重载之外，如何使用 std::nullopt 调用 fcn？

您可以添加一个模板化重载，它将处理所有std::nullopt 情况。对于这个，您需要指定该可选的模板参数。这不是问题，因为您可以更改2个模板参数的顺序。

template<typename T2, typename T1>
void fcn_impl(T1 v1, std::optional<T2> v2) {}

template<typename T2, typename T1>
void fcn(T1&& v1, T2&& v2)
{
    fcn_impl(std::forward<T1>(v1),
            std::make_optional(std::forward<T2>(v2)));
}

template<class T2, class T1>
void fcn(T1&& v1)
{
    fcn_impl<T2>(std::forward<T1>(v1), std::nullopt);
}

int main()
{
    // call the first one
    fcn(1, 1);

    // call std::nullopt one
    fcn<short>(1); 
}

【讨论】：

【解决方案2】：

我的第一个问题是如何在不强制调用者编写 fcn(v1, std::make_optional(v2)) 的情况下为我之前的示例实现这一点

您可能会使用额外的间接方式（如 liliscent 所示），但对于 std::null_opt，您必须指定类型...

正如 cmets 所建议的，有多种方法可以编译代码，但没有一种方法比普通函数调用更直观。也许还有一个问题要问，编写模板函数接受不同类型的可选参数的正确方法是什么？

一种简单的方法是重载：

template<typename T1, typename T2>
void fcn(T1 v1, T2 v2)
{
}

template<typename T1>
void fcn(T1 v1)
{
}

另一种方法是检查给定类型的函数内部

template<typename T1, typename T2, typename T3>
void fcn(T1 v1, T2 v2, T3 v3)
{
    if constexpr (std::is_same<std::nullopt_t, T2>::value) {
    // ...
    }
    if constexpr (std::is_same<std::nullopt_t, T3>::value) {
    // ...
    }
}

更复杂的方法是可变参数模板：

template<typename T1, typename ... Ts>
void fcn(T1 v1, Ts&&... args)
{
    if constexpr (sizeof...(Ts) == 0) {
        // ...
    } else /*if constexpr (sizeof...(Ts) == 1)*/ {
        auto& v2 = std::get<0>(std::tie(args));
        // ...
    }
}

【讨论】：