如何确保接受的 C++ 模板类型重载运算符？答案

【问题标题】：How to ensure an accepted C++ template type to overload an operator?如何确保接受的 C++ 模板类型重载运算符？
【发布时间】：2025-12-05 07:10:01
【问题描述】：

我要实现一个类模板：

template <typename Type>
class MyClass {/*...*/}

我想强制MyClass 接受的Type 重载< 运算符。我怎样才能做到这一点？这应该是可能的，因为标准库正在为已排序的容器执行此操作。我不想使用显式模板专业化并在MyClass 中实现特定类型。我希望Type 负责。

【问题讨论】：

标签： c++ templates

【解决方案1】：

简单的方法就是使用它。 C++ 模板完全是鸭子类型的，在您传入实际类型之前不会进行检查。

您可以使用基于 SFINAE 的技术来测试类似的东西...

namespace details {
  template<template<class...>class Z, class, class...>
  struct can_apply:std::false_type{};
  template<class...>struct voider {using type=void;};
  template<class...Ts>using void_t=typename voider<Ts...>::type;
  template<template<class...>class Z, class...Ts>
  struct can_apply<Z, void_t<Z<Ts...>>, Ts...>:std::true_type{};
}
template<template<class...>class Z, class...Ts>
using can_apply = details::can_apply<Z,void,Ts...>;

这是一个 SFINAE 帮助器，用于检测您是否可以将模板应用于一组类型。

template<class X, class Y=X>
using raw_less_r = decltype( std::declval<X>()<std::declval<Y>() );

template<class X, class Y=X>
using can_raw_less = can_apply<raw_less_r, X, Y>;

如果int < int 有效，则can_raw_less<int> 派生自true_type，否则false_type。

然后我们开始：

template <typename Type, class=void>
class MyClass;

template <typename Type>
class MyClass<Type, std::enable_if_t<can_raw_less<Type>>>
{/*...*/}

使用 SFINAE 和 enable_if_t 创建一个当且仅当 Type<Type 有效时才存在的特化。

请注意，更好的模式可能是：

template<class F, class...Args>
using invoke_result = decltype( std::declval<F>()( std::declval<Args>()... ) );
template<class F, class...Args>
using can_invoke = can_apply< invoke_result, F, Args... >;

template<class Type, class Cmp=std::less<Type>>
class MyClass {
  static_assert( can_invoke< Cmp, Type const&, Type const& >{}, "You must be able to compare Type to itself" );
  // use Cmp{}(Type, Type) to compare
};

这就是标准容器的作用，并添加了static_assert 以获取更清晰的错误消息。

【讨论】：

或者直接使用boost::has_less。
这肯定会吓到任何新来者 :) 一个解决方案，尽管如此。
谢谢先生！这让我开始在这里阅读一些关键字。

【解决方案2】：

如果MyClass 的实现对Type 的对象使用< 运算符，则您无需执行任何操作。如果不支持该操作，编译器会报错。

如果MyClass 的实现不对Type 的对象使用< 运算符，则无需担心。

在任何一种情况下，除了记录Type 的预期之外，您无需做任何事情。

【讨论】：

非常感谢先生！
但我在容器规范运算符中看到了 std::less<_kty>。他们为什么在那里？
@lulijeta，允许使用为类型自动定义的operator<。但是，可以通过使用可以使用不同逻辑的自定义 clas 来使用不同的方法对容器的项目进行排序，例如 std::greater。
您可以检测是否支持<，如果不支持则生成错误，而不是如果您不明确执行则会出现错误。
@Yakk-AdamNevraumont 如何检测特定方法或运算符是否不存在？

【解决方案3】：

使用来自Boost.TypeTraits 的boost::has_less 简单易读：

#include <boost/type_traits/has_less.hpp>

template <typename Type>
class MyClass {
    static_assert( boost::has_less<Type>::value, 
                   "Template parameter Type must be less-than-comparable" );  
};

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【讨论】：