Question

我有两个类，A和B，B来自A. A有多个构造函数（下例中为2）。 B有一个额外的成员要初始化（它有一个默认的初始化程序）。

如何实现B可以使用A的一个构造函数构造，而不必手动重写B中A的所有构造函数重载？

（在下面的示例中，我将不得不为B提供四个构造函数：B():A(){}，B(string s):A(s){}，B(int b):A(),p(b){}，B(string s, int b):A(s),p(b){}，而不是仅仅两个，至少在忽略默认参数的可能性时。）

我的方法是完美转发，但是，以下方案会导致错误：

#include <utility>
#include <string>

struct A {
    A(const std::string& a) : name(a) {}
    A(){}
    virtual ~A(){}

    std::string name;
};

struct B : public A {
    template<typename... Args>
    B(Args&&... args) : A(std::forward<Args>(args)...) {}

    B(const std::string& a, int b) : A(a), p(b) {}

    int p = 0;
};

int main()
{
    B b1("foo");
    B b2("foobar", 1);
}

对于b2，GCC抱怨no matching function for call to 'A::A(const char [5], int)。显然它试图调用完美的转发构造函数，这显然不应该工作，而不是B的第二个构造函数。

为什么没有看到编译器第二个构造函数而是调用它？是否存在技术原因导致编译器无法找到B的正确构造函数？如何解决此问题？

确切的错误讯息：

main.cpp: In instantiation of 'B::B(Args&& ...) [with Args = {const char (&)[5], int}]':
main.cpp:26:19:   required from here
main.cpp:15:54: error: no matching function for call to 'A::A(const char [5], int)'
     B(Args&&... args) : A(std::forward<Args>(args)...) {}
                                                      ^
main.cpp:6:5: note: candidate: A::A()
     A(){}
     ^
main.cpp:6:5: note:   candidate expects 0 arguments, 2 provided
main.cpp:5:5: note: candidate: A::A(const string&)
     A(const std::string& a) : name(a) {}
     ^
main.cpp:5:5: note:   candidate expects 1 argument, 2 provided
main.cpp:4:8: note: candidate: A::A(const A&)
 struct A {
        ^
main.cpp:4:8: note:   candidate expects 1 argument, 2 provided

Answer 1

"foobar"是const char (&) [7]。因此Args比const std::string&

更好

因此，选择了这个重载：

template<typename... Args>
B(Args&&... args) : A(std::forward<Args>(args)...) {}

其中Args为const char (&) [7]

所以它变成了：

B(const char (&&args_0) [7], int&& args_1)

转发给A的2参数构造函数...它不存在。

想要的行为是，如果构造一个带有适用于A的构造函数的B，则调用B的“... Args构造函数”，否则调用B的另一个构造函数，否则它将失败，并且“没有适当的构造函数”为B找到“。

像这样......

#include <utility>
#include <string>

struct A {
    A(std::string a) : name(std::move(a)) {}
    A(){}
    virtual ~A(){}

    std::string name;
};

template<class...T> struct can_construct_A
{
    template<class...Args> static auto test(Args&&...args)
    -> decltype(A(std::declval<Args>()...), void(), std::true_type());

    template<class...Args> static auto test(...) -> std::false_type;

    using type = decltype(test(std::declval<T>()...));
    static constexpr bool value = decltype(test(std::declval<T>()...))::value;
};

struct B : public A {

    template<class...Args>
    B(std::true_type a_constructable, Args&&...args)
    : A(std::forward<Args>(args)...)
    {}

    template<class Arg1, class Arg2>
    B(std::false_type a_constructable, Arg1&& a1, Arg2&& a2)
    : A(std::forward<Arg1>(a1))
    , p(std::forward<Arg2>(a2))
    {
    }

    template<typename... Args>
    B(Args&&... args)
    : B(typename can_construct_A<Args&&...>::type()
        , std::forward<Args>(args)...) {}

    int p = 0;
};

int main()
{
    B b1("foo");
    B b2("foobar", 1);
}

在看到A没有匹配的构造函数后，为什么不返回并继续查找可能匹配的其他B构造函数？有技术原因吗？

简而言之（并且非常简单地说），当发生重载解析时，编译器会执行以下操作：

展开所有可能与给定参数匹配的模板化重载。将它们添加到列表中（权重表示到达那里所涉及的专业化水平）。
将任何具体的重载添加到列表中，可以通过合法地将转换运算符应用到参数，并使用权重指示将提供的参数转换为函数参数类型所需的转换次数。
按提升'工作'或权重对列表进行排序。
选择需要最少工作的人。如果哪个是最好的，那就错误。

编译器得到一个。这不是递归搜索。

我事先向我们中的纯粹主义者道歉，他们会发现这种幼稚的解释令人反感： - ）

Answer 2

选项＃1

继承类A的构造函数：

struct B : A 
{
    using A::A;
//  ~~~~~~~~~^

    B(const std::string& a, int b) : A(a), p(b) {}

    int p = 0;
};

选项＃2

制作B＆＃39的可变构造函数SFINAE：

#include <utility>

struct B : A
{
    template <typename... Args, typename = decltype(A(std::declval<Args>()...))>
    //                                     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^
    B(Args&&... args) : A(std::forward<Args>(args)...) {}

    B(const std::string& a, int b) : A(a), p(b) {}

    B(B& b) : B(static_cast<const B&>(b)) {}
    B(const B& b) : A(b) {}

    int p = 0;
};

Answer 3

没有太多细节，转发构造函数几乎总是首选。它甚至可能是复制构造函数的首选。

避免这种歧义的一种方法是通过使用伪参数使调用者明确选择是否需要转发构造函数：

struct B : A
{
    enum dummy_t { forwarding };
    // ...

    template<typename... Args>
    B(dummy_t, Args&&... args) : A(std::forward<Args>(args)...) {}         
};

样本用法：

B b2("foobar", 1);
B b(B::forwarding, "foobar");

然后你甚至可以拥有一个A和B构造函数，它们具有相同的参数。

解决问题的另一种方法是在using A::A;的定义中写下B。这就像为B提供一组与A匹配的构造函数一样，并通过调用具有相同参数的相应A构造函数来初始化A。

当然这有一些缺点，例如您也无法同时初始化其他B成员。 Further reading

C ++构造函数：完美的转发和过载

3 个答案:

选项＃1

选项＃2