std::enable_if 有条件地编译成员函数

Question

我试图通过一个简单的示例来了解如何使用std::enable_if。在我阅读this answer 之后，我认为想出一个简单的例子应该不会太难。我想使用std::enable_if 在两个成员函数之间进行选择，并且只允许使用其中一个。

不幸的是，以下内容无法使用 gcc 4.7 编译，经过数小时的尝试，我问你们我的错误是什么。

#include <utility>
#include <iostream>

template< class T >
class Y {

    public:
        template < typename = typename std::enable_if< true >::type >
        T foo() {
            return 10;
        }
        template < typename = typename std::enable_if< false >::type >
        T foo() {
            return 10;
        }

};


int main() {
    Y< double > y;

    std::cout << y.foo() << std::endl;
}

gcc 报告以下问题：

% LANG=C make CXXFLAGS="-std=c++0x" enable_if
g++ -std=c++0x    enable_if.cpp   -o enable_if
enable_if.cpp:12:65: error: `type' in `struct std::enable_if<false>' does not name a type
enable_if.cpp:13:15: error: `template<class T> template<class> T Y::foo()' cannot be overloaded
enable_if.cpp:9:15: error: with `template<class T> template<class> T Y::foo()'

为什么 g++ 不删除第二个成员函数的错误实例化？根据标准，std::enable_if< bool, T = void >::type 仅在布尔模板参数为 true 时存在。但是为什么 g++ 不认为这是 SFINAE 呢？我认为重载错误信息来自g++没有删除第二个成员函数的问题，认为这应该是一个重载。

Answer 1

SFINAE 仅在模板参数的参数推导中的替换使构造格式不正确时才有效。没有这样的替代品。

我也想到了这一点，并尝试使用 std::is_same< T, int >::value 和 ! std::is_same< T, int >::value 得到相同的结果。

这是因为当类模板被实例化时（当你创建一个 Y<int> 类型的对象时，它会实例化它的所有成员声明（不一定是它们的定义/主体！）。其中还有它的成员模板。请注意，T 是已知的，!std::is_same< T, int >::value 产生错误。因此它将创建一个类Y<int>，其中包含

class Y<int> {
    public:
        /* instantiated from
        template < typename = typename std::enable_if< 
          std::is_same< T, int >::value >::type >
        T foo() {
            return 10;
        }
        */

        template < typename = typename std::enable_if< true >::type >
        int foo();

        /* instantiated from

        template < typename = typename std::enable_if< 
          ! std::is_same< T, int >::value >::type >
        T foo() {
            return 10;
        }
        */

        template < typename = typename std::enable_if< false >::type >
        int foo();
};

std::enable_if<false>::type 访问一个不存在的类型，因此该声明格式不正确。因此您的程序无效。

您需要使成员模板的enable_if 依赖于成员模板本身的一个参数。那么声明是有效的，因为整个类型仍然是依赖的。当您尝试调用其中一个时，会发生对其模板参数的参数推导，并且 SFINAE 会按预期发生。请参阅this question 以及有关如何执行此操作的相应答案。

Answer 2

解决这个问题的一种方法，成员函数的特化是将特化放入另一个类，然后从该类继承。您可能必须更改继承顺序才能访问所有其他基础数据，但这种技术确实有效。

template< class T, bool condition> struct FooImpl;
template<class T> struct FooImpl<T, true> {
T foo() { return 10; }
};

template<class T> struct FoolImpl<T,false> {
T foo() { return 5; }
};

template< class T >
class Y : public FooImpl<T, boost::is_integer<T> > // whatever your test is goes here.
{
public:
    typedef FooImpl<T, boost::is_integer<T> > inherited;

    // you will need to use "inherited::" if you want to name any of the 
    // members of those inherited classes.
};

这种技术的缺点是，如果您需要为不同的成员函数测试很多不同的东西，您必须为每个成员创建一个类，并将其链接到继承树中。这适用于访问公共数据成员。

例如：

template<class T, bool condition> class Goo;
// repeat pattern above.

template<class T, bool condition>
class Foo<T, true> : public Goo<T, boost::test<T> > {
public:
    typedef Goo<T, boost::test<T> > inherited:
    // etc. etc.
};

Answer 3

我做了这个简短的例子，它也有效。

#include <iostream>
#include <type_traits>

class foo;
class bar;

template<class T>
struct is_bar
{
    template<class Q = T>
    typename std::enable_if<std::is_same<Q, bar>::value, bool>::type check()
    {
        return true;
    }

    template<class Q = T>
    typename std::enable_if<!std::is_same<Q, bar>::value, bool>::type check()
    {
        return false;
    }
};

int main()
{
    is_bar<foo> foo_is_bar;
    is_bar<bar> bar_is_bar;
    if (!foo_is_bar.check() && bar_is_bar.check())
        std::cout << "It works!" << std::endl;

    return 0;
}

如果您希望我详细说明，请发表评论。我认为代码或多或少是不言自明的，但我又做了一次，所以我可能错了:)

你可以在here看到它。

Answer 4

布尔值需要依赖于被推导的模板参数。所以一个简单的修复方法是使用默认的布尔参数：

template< class T >
class Y {

    public:
        template < bool EnableBool = true, typename = typename std::enable_if<( std::is_same<T, double>::value && EnableBool )>::type >
        T foo() {
            return 10;
        }

};

但是，如果您想重载成员函数，这将不起作用。相反，最好使用来自Tick 库的TICK_MEMBER_REQUIRES：

template< class T >
class Y {

    public:
        TICK_MEMBER_REQUIRES(std::is_same<T, double>::value)
        T foo() {
            return 10;
        }

        TICK_MEMBER_REQUIRES(!std::is_same<T, double>::value)
        T foo() {
            return 10;
        }

};

您也可以像这样实现自己的成员需要宏（以防万一您不想使用其他库）：

template<long N>
struct requires_enum
{
    enum class type
    {
        none,
        all       
    };
};


#define MEMBER_REQUIRES(...) \
typename requires_enum<__LINE__>::type PrivateRequiresEnum ## __LINE__ = requires_enum<__LINE__>::type::none, \
class=typename std::enable_if<((PrivateRequiresEnum ## __LINE__ == requires_enum<__LINE__>::type::none) && (__VA_ARGS__))>::type

Answer 5

来自this 发帖：

默认模板参数不是模板签名的一部分

但是可以这样做：

#include <iostream>

struct Foo {
    template < class T,
               class std::enable_if < !std::is_integral<T>::value, int >::type = 0 >
    void f(const T& value)
    {
        std::cout << "Not int" << std::endl;
    }

    template<class T,
             class std::enable_if<std::is_integral<T>::value, int>::type = 0>
    void f(const T& value)
    {
        std::cout << "Int" << std::endl;
    }
};

int main()
{
    Foo foo;
    foo.f(1);
    foo.f(1.1);

    // Output:
    // Int
    // Not int
}

Answer 6

对于那些正在寻找“行之有效”的解决方案的后来者：

#include <utility>
#include <iostream>

template< typename T >
class Y {

    template< bool cond, typename U >
    using resolvedType  = typename std::enable_if< cond, U >::type; 

    public:
        template< typename U = T > 
        resolvedType< true, U > foo() {
            return 11;
        }
        template< typename U = T >
        resolvedType< false, U > foo() {
            return 12;
        }

};


int main() {
    Y< double > y;

    std::cout << y.foo() << std::endl;
}

编译：

g++ -std=gnu++14 test.cpp 

跑步给出：

./a.out 
11

Answer 7

这是我使用宏的极简示例。 使用更复杂的表达式时使用双括号enable_if((...))。

template<bool b, std::enable_if_t<b, int> = 0>
using helper_enable_if = int;

#define enable_if(value) typename = helper_enable_if<value>

struct Test
{
     template<enable_if(false)>
     void run();
}

Answer 8

// Try this one:

#include <iostream>
#include <type_traits>

// suppose you want to disable certain member functions based on the tag
struct FooTag;
struct BarTag;

// macro to save some typings in the following
// note that a dummy typename is involved in both the 
// first and second parameters. 
// this should be different than the template parameter of the class (typename T for Widget below)

#define EnableIfFoo(T) \
template <typename Dummy = void, typename = \
          typename std::enable_if<std::is_same<FooTag, T>::value, Dummy>::type>

#define EnableIfBar(T) \
template <typename Dummy = void, typename = \
          typename std::enable_if<std::is_same<BarTag, T>::value, Dummy>::type>

template <typename T>
class Widget {
public:
    // enable this function only if the tag is Bar
    EnableIfFoo(T)
    void print() const { std::cout << "I am a Foo!" << std::endl; }
    
    // enable this function only if the tag is Foo
    EnableIfBar(T)
    void display() const { std::cout << "I am a Bar!" << std::endl; }
};


int main() {
    
    // instantiate a widget with tag Foo
    // only print is enabled; display is not
    Widget<FooTag> fw;
    fw.print();
    //fw.display(); // compile error !!
    
    // instantiate a Widget using tag Bar
    // only display is enabled; print is not
    Widget<BarTag> bw;
    bw.display();
    //bw.print(); // compile error !!
    
    return 0;
}