C ++ SFINAE示例？

我想了解更多模板元编程。我知道SFINAE代表“替代失败不是错误”。但是有人可以向我展示SFINAE的良好用途吗？

这里是一个例子（从这里开始）：

template<typename T>
class IsClassT {
  private:
    typedef char One;
    typedef struct { char a[2]; } Two;
    template<typename C> static One test(int C::*);
    // Will be chosen if T is anything except a class.
    template<typename C> static Two test(...);
  public:
    enum { Yes = sizeof(IsClassT<T>::test<T>(0)) == 1 };
    enum { No = !Yes };
};

当IsClassT<int>::Yes计算时，int int::*由于int不是类，所以不能将0转换为，因此它不能具有成员指针。如果SFINAE不存在，则会出现编译器错误，例如“ 0无法转换为非类类型int的成员指针”。取而代之的是，它只使用...返回2 的形式，并因此得出false的值，int不是类类型。

我喜欢SFINAE用来检查布尔条件。

template<int I> void div(char(*)[I % 2 == 0] = 0) {
    /* this is taken when I is even */
}

template<int I> void div(char(*)[I % 2 == 1] = 0) {
    /* this is taken when I is odd */
}

这可能非常有用。例如，我用它来检查使用运算符逗号收集的初始化列表是否不超过固定大小

template<int N>
struct Vector {
    template<int M> 
    Vector(MyInitList<M> const& i, char(*)[M <= N] = 0) { /* ... */ }
}

仅当M小于N时才接受该列表，这意味着初始化列表中没有太多元素。

语法的char(*)[C]含义是：指向元素类型为char和size的数组的指针C。如果C为false（此处为0），则得到无效的type char(*)[0]，该指针指向大小为零的数组：SFINAE使之无效，因此该模板将被忽略。

用表示boost::enable_if，看起来像这样

template<int N>
struct Vector {
    template<int M> 
    Vector(MyInitList<M> const& i, 
           typename enable_if_c<(M <= N)>::type* = 0) { /* ... */ }
}

在实践中，我经常发现检查条件的能力是一种有用的能力。

在C ++ 11中，SFINAE测试变得更加漂亮。以下是一些常见用法示例：

根据特征选择函数重载

template<typename T>
std::enable_if_t<std::is_integral<T>::value> f(T t){
    //integral version
}
template<typename T>
std::enable_if_t<std::is_floating_point<T>::value> f(T t){
    //floating point version
}

使用所谓的类型接收器成语，您可以对类型进行相当随意的测试，例如检查它是否具有成员以及该成员是否属于某种类型

//this goes in some header so you can use it everywhere
template<typename T>
struct TypeSink{
    using Type = void;
};
template<typename T>
using TypeSinkT = typename TypeSink<T>::Type;

//use case
template<typename T, typename=void>
struct HasBarOfTypeInt : std::false_type{};
template<typename T>
struct HasBarOfTypeInt<T, TypeSinkT<decltype(std::declval<T&>().*(&T::bar))>> :
    std::is_same<typename std::decay<decltype(std::declval<T&>().*(&T::bar))>::type,int>{};


struct S{
   int bar;
};
struct K{

};

template<typename T, typename = TypeSinkT<decltype(&T::bar)>>
void print(T){
    std::cout << "has bar" << std::endl;
}
void print(...){
    std::cout << "no bar" << std::endl;
}

int main(){
    print(S{});
    print(K{});
    std::cout << "bar is int: " << HasBarOfTypeInt<S>::value << std::endl;
}

这是一个实时示例：http : //ideone.com/dHhyHE 我最近还在我的博客中撰写了有关SFINAE和标签分发的完整内容（无耻的插件，但相关）http://metaporky.blogspot.de/2014/08/第7部分-static-dispatch-function.html

注意，从C ++ 14开始，这里有一个std :: void_t与我的TypeSink基本上相同。

Boost的enable_if库为使用SFINAE提供了一个很好的简洁接口。我最喜欢的用法示例之一是Boost.Iterator库。SFINAE用于启用迭代器类型转换。

C ++ 17可能会提供一种查询功能的通用方法。有关详细信息，请参见N4502，但作为一个独立的示例，请考虑以下内容。

这部分是常量部分，将其放在标题中。

// See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2015/n4502.pdf.
template <typename...>
using void_t = void;

// Primary template handles all types not supporting the operation.
template <typename, template <typename> class, typename = void_t<>>
struct detect : std::false_type {};

// Specialization recognizes/validates only types supporting the archetype.
template <typename T, template <typename> class Op>
struct detect<T, Op, void_t<Op<T>>> : std::true_type {};

以下示例取自N4502，显示了用法：

// Archetypal expression for assignment operation.
template <typename T>
using assign_t = decltype(std::declval<T&>() = std::declval<T const &>())

// Trait corresponding to that archetype.
template <typename T>
using is_assignable = detect<T, assign_t>;

与其他实现相比，该实现非常简单：减少了一组工具（void_t和detect）就足够了。此外，据报道（参见N4502），它比以前的方法要有效得多（编译时和编译器内存消耗）。

这是一个实时示例，其中包括针对GCC 5.1版的可移植性调整。

这是另一个（晚期）SFINAE示例，基于Greg Rogers的答案：

template<typename T>
class IsClassT {
    template<typename C> static bool test(int C::*) {return true;}
    template<typename C> static bool test(...) {return false;}
public:
    static bool value;
};

template<typename T>
bool IsClassT<T>::value=IsClassT<T>::test<T>(0);

这样，您可以检查value的值以查看是否T为类：

int main(void) {
    std::cout << IsClassT<std::string>::value << std::endl; // true
    std::cout << IsClassT<int>::value << std::endl;         // false
    return 0;
}

这是SFINAE的一篇好文章：C ++的SFINAE概念的介绍：类成员的编译时自省。

总结如下：

/*
 The compiler will try this overload since it's less generic than the variadic.
 T will be replace by int which gives us void f(const int& t, int::iterator* b = nullptr);
 int doesn't have an iterator sub-type, but the compiler doesn't throw a bunch of errors.
 It simply tries the next overload. 
*/
template <typename T> void f(const T& t, typename T::iterator* it = nullptr) { }

// The sink-hole.
void f(...) { }

f(1); // Calls void f(...) { }

template<bool B, class T = void> // Default template version.
struct enable_if {}; // This struct doesn't define "type" and the substitution will fail if you try to access it.

template<class T> // A specialisation used if the expression is true. 
struct enable_if<true, T> { typedef T type; }; // This struct do have a "type" and won't fail on access.

template <class T> typename enable_if<hasSerialize<T>::value, std::string>::type serialize(const T& obj)
{
    return obj.serialize();
}

template <class T> typename enable_if<!hasSerialize<T>::value, std::string>::type serialize(const T& obj)
{
    return to_string(obj);
}

declval是一个实用程序，可为您提供对无法轻松构造的类型的对象的“虚假引用”。declval对于我们的SFINAE结构非常方便。

struct Default {
    int foo() const {return 1;}
};

struct NonDefault {
    NonDefault(const NonDefault&) {}
    int foo() const {return 1;}
};

int main()
{
    decltype(Default().foo()) n1 = 1; // int n1
//  decltype(NonDefault().foo()) n2 = n1; // error: no default constructor
    decltype(std::declval<NonDefault>().foo()) n2 = n1; // int n2
    std::cout << "n2 = " << n2 << '\n';
}

在这里，我正在使用模板函数重载（不是直接SFINAE）来确定指针是函数指针还是成员类指针：（是否可以将iostream cout / cerr成员函数指针固定为1或true来打印？）

https://godbolt.org/z/c2NmzR

#include<iostream>

template<typename Return, typename... Args>
constexpr bool is_function_pointer(Return(*pointer)(Args...)) {
    return true;
}

template<typename Return, typename ClassType, typename... Args>
constexpr bool is_function_pointer(Return(ClassType::*pointer)(Args...)) {
    return true;
}

template<typename... Args>
constexpr bool is_function_pointer(Args...) {
    return false;
}

struct test_debugger { void var() {} };
void fun_void_void(){};
void fun_void_double(double d){};
double fun_double_double(double d){return d;}

int main(void) {
    int* var;

    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "0. " << is_function_pointer(var) << std::endl;
    std::cout << "1. " << is_function_pointer(fun_void_void) << std::endl;
    std::cout << "2. " << is_function_pointer(fun_void_double) << std::endl;
    std::cout << "3. " << is_function_pointer(fun_double_double) << std::endl;
    std::cout << "4. " << is_function_pointer(&test_debugger::var) << std::endl;
    return 0;
}

版画

0. false
1. true
2. true
3. true
4. true

就如代码所示，它可以（取决于编译器的“良好”意愿）生成对函数的运行时调用，该函数将返回true或false。如果要强制is_function_pointer(var)以编译类型求值（运行时不执行任何函数调用），则可以使用constexpr变量把戏：

constexpr bool ispointer = is_function_pointer(var);
std::cout << "ispointer " << ispointer << std::endl;

根据C ++标准，constexpr保证所有变量都在编译时评估（在编译时计算C字符串的长度。这真的是constexpr吗？）。

以下代码使用SFINAE允许编译器根据类型是否具有某些方法来选择重载：

    #include <iostream>
    
    template<typename T>
    void do_something(const T& value, decltype(value.get_int()) = 0) {
        std::cout << "Int: " <<  value.get_int() << std::endl;
    }
    
    template<typename T>
    void do_something(const T& value, decltype(value.get_float()) = 0) {
        std::cout << "Float: " << value.get_float() << std::endl;
    }
    
    
    struct FloatItem {
        float get_float() const {
            return 1.0f;
        }
    };
    
    struct IntItem {
        int get_int() const {
            return -1;
        }
    };
    
    struct UniversalItem : public IntItem, public FloatItem {};
    
    int main() {
        do_something(FloatItem{});
        do_something(IntItem{});
        // the following fails because template substitution
        // leads to ambiguity 
        // do_something(UniversalItem{});
        return 0;
    }

输出：

浮点数：1
整数：-1