在CRTP中推断返回类型的模板化成员函数

Question

是否可以推断CRTP基类中模板化成员函数的返回类型？

虽然推断参数类型运行良好，但它失败并返回类型。考虑下面的例子。

#include <iostream>

template <typename Derived>
struct base
{
  template <typename R, typename T>
  R f(T x)
  {
    return static_cast<Derived&>(*this).f_impl(x);
  }
};

struct derived : base<derived>
{
  bool f_impl(int x)
  {
    std::cout << "f(" << x << ")" << std::endl;
    return true;
  }
};

int main()
{
  bool b = derived{}.f(42);
  return b ? 0 : 1;
}

这会产生以下错误：

  bool b = derived{}.f(42);
           ~~~~~~~~~~^
crtp.cc:7:5: note: candidate template ignored: couldn't infer template argument 'R'
  R f(T x)
    ^
1 error generated.

我直观的假设是，如果编译器能够为int的参数推断类型f，它也应该适用于返回bool，因为这两种类型都是已知的模板实例化时间。

我尝试使用尾随返回类型函数语法，但后来找不到要放入decltype的工作表达式。

编辑1

对于函数具有一个或多个模板化参数的情况，DietmarKühl提供了一种基于使用间接层延迟模板实例化的解决方案。不幸的是，当基类函数没有任何参数时，这不起作用，如：

template <typename R>
R g()
{
  return static_cast<Derived&>(*this).g_impl();
}

尝试使用相同的技术失败，因为不存在依赖类型。如何处理这种情况？

编辑2

正如Johannes Schaub所指出的，C ++ 11具有默认模板参数，因此始终可以使g依赖于任意类型，然后应用Dietmar的解决方案：

template <typename T = void>
auto g() -> typename g_impl_result<Derived, T>::type
{
  return static_cast<Derived&>(*this).g_impl();
}

编辑3

这个问题在C ++ 14中不再存在，因为我们对正常函数有返回类型推导，允许我们简单地写：

template <typename Derived>
struct base
{
  template <typename T>
  auto f(T x)
  {
    return static_cast<Derived&>(*this).f_impl(x);
  }

  auto g()
  {
    return static_cast<Derived&>(*this).g_impl();
  }
};

struct derived : base<derived>
{
  bool f_impl(int x)
  {
    return true;
  }

  double g_impl()
  {
    return 4.2;
  }
};

Answer 1

额外的间接是你的朋友：

template <typename D, typename T>
struct f_impl_result
{
    typedef decltype(static_cast<D*>(0)->f_impl(std::declval<T>())) type;
};

template <typename Derived>
struct base
{
    template <typename T>
    auto f(T x) -> typename f_impl_result<Derived, T>::type
    {
        return static_cast<Derived&>(*this).f_impl(x);
    }
};