Question

假设我有这些声明

template<typename T> class User;
template<typename T> class Data;

并希望为User<> 以及从T = Data<some_type> 派生的任何类实施Data<some_type>，但也允许在其他地方定义其他专业化。

如果我还没有类模板User<>的声明，我可以简单地

template<typename T,
         typename A= typename std::enable_if<is_Data<T>::value>::type>
class User { /*...*/ };

，其中

template<template<typename> data>> struct is_Data
{ static const bool value = /* some magic here (not the question) */; };

但是，这有两个模板参数，因此与前一个声明冲突，其中User<>仅使用一个模板参数声明。还有什么我可以做的吗？

（注

template<typename T,
         typename A= typename std::enable_if<is_Data<T>::value>::type>
class User<T> { /*...*/ };

不起作用（默认模板参数不能用于部分特化），

template<typename T> class User<Data<T>> { /*...*/ };

因为它不允许从Data<>派生类型，

也不允许

template<typename T>
class User<typename std::enable_if<is_Data<T>::value,T>::type>
{ /*...*/ };

因为模板参数T未在部分特化中使用。）

Answer 1

IF User<>的原始声明可以改编为

template<typename, typename=std::true_type> class User;

然后我们可以找到解决方案（遵循Luc Danton的评论，而不是使用std::enable_if）

template<typename>
struct is_Data : std::false_type {};
template<typename T>
struct is_Data<Data<T>> : std::true_type {};

template<typename T>
class User<T, typename is_Data<T>::type >
{ /* ... */ };

但是，此未回答原始问题，因为它需要更改User的原始定义。我还在等待更好的答案。这可能是最终证明没有其他解决方案可行的。

Answer 2

既然你说你还在等待更好的答案，那么我就采取了这个措施。它并不完美，但我认为它会尽可能地使用SFINAE和部分特化。（我想Concepts会提供一个完整而优雅的解决方案，但我们不得不等待一段时间。）

该解决方案依赖于最近才在C ++ 14的最终版本之后的标准工作草案中指定的别名模板的功能，但实现已经支持了一段时间。 N4527 [14.5.7p3]草案中的相关措辞是：

但是，如果template-id是依赖的，则后续模板参数替换仍适用于template-id。 [例如：
template<typename...> using void_t = void;
template<typename T> void_t<typename T::foo> f();
f<int>(); // error, int does not have a nested type foo
-end example]

这是实现这一想法的完整示例：

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <utility>

template<typename> struct User { static void f() { std::cout << "primary\n"; } };

template<typename> struct Data { };
template<typename T, typename U> struct Derived1 : Data<T*> { };
template<typename> struct Derived2 : Data<double> { };
struct DD : Data<int> { };

template<typename T> void take_data(Data<T>&&);

template<typename T, typename = decltype(take_data(std::declval<T>()))> 
using enable_if_data = T;

template<template<typename...> class TT, typename... Ts> 
struct User<enable_if_data<TT<Ts...>>> 
{ 
    static void f() { std::cout << "partial specialization for Data\n"; } 
};

template<typename> struct Other { };
template<typename T> struct User<Other<T>> 
{ 
    static void f() { std::cout << "partial specialization for Other\n"; } 
};

int main()
{
    User<int>::f();
    User<Data<int>>::f();
    User<Derived1<int, long>>::f();
    User<Derived2<char>>::f();
    User<DD>::f();
    User<Other<int>>::f();
}

运行它打印：

primary
partial specialization for Data
partial specialization for Data
partial specialization for Data
primary
partial specialization for Other

正如你所看到的，有一个皱纹：DD没有为部分专业化选择，而且由于我们宣布它的方式，它不可能。那么，为什么我们不要说

template<typename T> struct User<enable_if_data<T>>

并允许它匹配DD？这实际上适用于海湾合作委员会，但由于[14.5.5p8.3,8.4]（[p8.3]可能在将来消失，因为它是多余的 - CWG 2033，因此被Clang和MSVC正确拒绝）：

专业化的参数列表不应与之相同   主模板的隐式参数列表。

专业化应比主要模板（14.5.5.2）更专业化。

User<enable_if_data<T>>等同于User<T>（模数替换为该默认参数，单独处理，如上面的第一个引言所解释的），因此是部分特化的无效形式。遗憾的是，匹配DD之类的内容通常需要T形式的部分专业化参数 - 它没有其他形式，并且仍然匹配每个案例。因此，我担心我们可以最终确定这部分在给定的约束条件下无法解决。（有Core issue 1980，暗示了一些关于模板别名使用的未来规则，但我怀疑它们会使我们的案例有效。）

只要从Data<T>派生的类本身就是模板特化，使用上述技术进一步限制它们就可以了，所以希望这对你有用。

编译器支持（这是我测试的，其他版本也可以工作）：

Clang 3.3 - 3.6.0，-Wall -Wextra -std=c++11 -pedantic - 按上述方式工作。
GCC 4.7.3 - 4.9.2，相同选项 - 与上述相同。奇怪的是，GCC 5.1.0 - 5.2.0不再使用正确版本的代码选择部分特化。这看起来像一个回归。我没有时间整理一份正确的错误报告;如果你愿意，可以自由地做。该问题似乎与参数包与模板模板参数一起使用有关。无论如何，GCC使用enable_if_data<T>接受不正确的版本，因此这可以是一个临时解决方案。
MSVC：Visual C ++ 2015，/W4，如上所述。较旧的版本不喜欢默认参数中的decltype，但该技术本身仍然有效 - 用另一种表达约束的方式替换默认参数使其适用于2013 Update 4。

Answer 3

由于您只想在单个条件为真时实现它，最简单的解决方案是使用静态断言。它不需要SFINAE，如果使用不正确则会产生明确的编译错误，并且User<>的声明不需要调整：

template<typename T> class User {
  static_assert(is_Data<T>::value, "T is not (a subclass of) Data<>");
  /** Implementation. **/
};

另见：When to use static_assert instead of SFINAE?。 static_assert是一个c ++ 11结构，但是有很多可用于pre-c ++ 11编译器的解决方法，例如：

#define STATIC_ASSERT(consdition,name) \
  typedef char[(condition)?1:-1] STATIC_ASSERT_ ## name

如果user<>的声明可以更改，并且您希望根据is_Data的值实现两个实现，那么还有一个解决方案不使用SFINAE：

template<typename T, bool D=is_Data<T>::value> class User;

template<typename T> class User<T, true> {
  static_assert(is_Data<T>::value, "T is not (a subclass of) Data<>"); // Optional
  /* Data implementation */
};

template<typename T> class User<T, false> {
  static_assert(!is_Data<T>::value, "T is (a subclass of) Data<>"); // Optional
  /* Non-data implementation */
};

静态断言仅检查用户是否不小心错误地指定了模板参数D。如果未明确指定D，则可以省略静态断言。

使用SFINAE进行模板类专业化

3 个答案: