模板成员函数无法自动推断类型答案

【问题标题】：Template member function unable to infer type automatically模板成员函数无法自动推断类型
【发布时间】：2021-03-04 12:10:21
【问题描述】：

我想做的是让函数根据输入返回不同的类型。（本质上是返回类型的“重载”）

我对函数进行了模板化，但它不能自动推断类型，我必须手动输入所需的类型。

#include <iostream>

using namespace std;

struct S {

    template<typename T>
    T Get(int type) {
        if (type == 0) {
            return 4;
        } else if (type == 1) {
            return true;
        } else {
            return -1;
        }
    };

};

int main() {
    cout << boolalpha;

    S s;
    
    // ok
    int x = s.Get<int>(0); // return an integer
    bool y = s.Get<bool>(1); // return a boolean
    
    // ERROR
    // the end goal is something like this
    // is there a better way to handle this?
    int a = s.Get(0);
    bool b = s.Get(1);

    cout << "x: " << x << '\n'; // “x: 4”
    cout << "y: " << y << '\n'; // “y: true”

}

【问题讨论】：

我使用的是 C++ 17。
C++ 中没有返回类型的重载。可以返回一个变体，它本质上是一个类型安全的联合，一次可以包含一个类型。
@Peter 我已经足够接近一个有利的结果，问题是调用时我不能只使用 Get();，我必须按顺序使用 Get()让它工作。我想知道是否可以让模板自动推断类型。
@xKaihatsu - 您认为在调用some_S.Get(some_integral_value) 中的信息是编译器推断Get() 成员函数的返回类型，特别是如果（在调用点）@987654324 @成员函数已声明但未定义。

标签： c++ function class templates overloading

【解决方案1】：

如果你有 C++17，那么你可以像这样使用if-constexpr：

struct S {

    template<int type>
    auto Get() {
        if constexpr (type == 0) {
            return 4;
        }
        else if constexpr (type == 1) {
            return true;
        }
        else {
            return -1;
        }
    };

};

现在根据type 的值，正确的if-constexpr 分支将被编译并返回适当的类型。

你可以像这样使用上面的代码：

S s;

int x = s.Get<0>(); // return an integer
bool y = s.Get<1>(); // return a boolean

这是demo。

请注意，type 值必须在编译时已知。在 C++ 中，你不能有一个函数在运行时返回不同类型的值。您必须使用 std::variant 或 std::any 来执行此操作。

【讨论】：

这是一个超级简洁的 c++17 答案。 constexpr if 做得很好，有时我会忘记它的存在。这是最好的答案。

【解决方案2】：

对于您的最终目标，您可能需要一些模板专业化。像这样的东西可以工作：

template<unsigned S>
struct getHelp; // A helper to help us switch on the number, to get the type.

template<>
struct getHelp<0> { // If our number is 0, we have int type with value 4.
    constexpr static int value = 4;
};

template<>
struct getHelp<1> { // If our number is 1, we have bool type value true.
    constexpr static bool value = true;
};

template<unsigned S>  // We have our function, it overloads the return type based
                      // on that that of the return type of our helper.
constexpr auto get() -> decltype(getHelp<S>::value) {
    return getHelp<S>::value;
}

用法如下：

auto a = get<1>();

注意：如果您的意图是让指示您的类型的数字是动态的（即由用户传入），那么您尝试做的事情是不可能的。 c++ 是一种静态类型的语言，你能做的最好的事情就是使用 std::variant 和所有可能的类型。

Here is a live example

【讨论】：

【解决方案3】：

这是不可能的，因为在编译时必须知道类型，而 C++ 不支持 constexpr 函数参数。那就是：

// valid
template <int key> 
auto fun() { if constexpr (key==0) return true; }

// unsupported
auto fun(constexpr int key)
{ if constexpr (key == 0) return true; }

【讨论】：