Question

我正在尝试创建一个类型特征类，以确定是否可以通过T的{{1}}运算符流式传输特定类型<<。我正在使用简单的SFINAE技术。

最终，我试图评估替换失败的表达式是：

std::ostream

我的期望是，如果decltype(std::declval<std::ostream>() << std::declval<T>()) ;类型的实例t和T实例std::ostream，如果表达式os格式不正确，应该发生替换失败。

但显然，无论类型os << t如何，替换失败都不会发生在这里。即使我只是在SFINAE的上下文之外使用上面的T表达式声明typedef，即使decltype无法与T一起使用，它也会很乐意编译。< / p>

例如：

std::ostream

上面的编译将使用GCC 4.9.2编译，这不是我的预期，因为struct Foo { }; int main() { // This compiles fine using GCC 4.9.2 // typedef decltype( std::declval<std::ostream>() << std::declval<Foo>() ) foo_type; }运算符没有重载以使用类型<<。当然，如果我说：

Foo

...我收到编译错误。那么为什么上面的std::cout << Foo();表达式甚至可以编译呢？

Answer 1

C ++ 11添加了以下operator<<重载：

template< class CharT, class Traits, class T >
basic_ostream< CharT, Traits >& operator<<( basic_ostream<CharT,Traits>&& os, 
                                            const T& value );

这转发到标准插入运算符，它不能将对std::ostream的rvalue引用绑定，因为它们采用非const引用。由于std::declval<std::ostream>返回std::ostream&&，因此选择此重载，然后由于非常宽松的接口（即，如果没有有效的底层插入运算符，则不是SFINAEd），您的{{1} }说明符有效。

简单的解决方法是使用decltype。这将返回std::declval<std::ostream&>()，因此std::ostream&说明符不会选择模板重载，并且编译需要正常的插入运算符重载：

decltype

Clang输出：

typedef decltype(
    std::declval<std::ostream&>() << std::declval<Foo>()
) foo_type;

Live Demo

这是一个更简单的例子，它表现出同样的问题：

main.cpp:8:39: error: invalid operands to binary expression ('std::basic_ostream<char>' and 'Foo')
        std::declval<std::ostream&>() << std::declval<Foo>()
        ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ^  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Live Demo

以下是相关标准报价（N4140）：

必须实例化声明，因为涉及重载解析：

#include <string> void foo (int&,int){} void foo (int&,float){} template <typename T> void foo (int&& a, T b) { foo(a, b); } int main() { std::string s; typedef decltype(foo(1,s)) foo_type; }如果以涉及重载的方式使用函数模板或成员函数模板特化决议，专门化的声明被隐含地实例化（14.8.3）。

只需要实例化声明：

[temp.inst]/10:只需要一个函数模板特化的签名即可在一组中输入特化候选职能。因此，只需要函数模板声明来解析对其的调用模板专业化是候选人。

并且不允许实现实例化函数体：

[temp.over]/5:实现不得隐式实例化函数模板，变量模板，成员模板，非虚拟成员函数，成员类或不需要的类模板的静态数据成员实例

Answer 2

我们是否真的回答了为什么会发生这种情况，但如果您使用std::stream&替换如下：

template<typename T, typename Enable = std::ostream&>
struct can_be_streamed : std::false_type {};
template<typename T>
struct can_be_streamed<T, 
         decltype(std::declval<std::ostream&>() << std::declval<T>())> : std::true_type {};

似乎有效。

Live Demo

Answer 3

如果您查看标题文件ostream，您会发现因为std::declval生成了rvlaue引用，实际上存在匹配的通用operator<<：

#if __cplusplus >= 201103L
  /** 
   *  @brief  Generic inserter for rvalue stream
   *  @param  __os  An input stream.
   *  @param  __x  A reference to the object being inserted.
   *  @return  os  
   *   
   *  This is just a forwarding function to allow insertion to
   *  rvalue streams since they won't bind to the inserter functions
   *  that take an lvalue reference.
  */  
  template<typename _CharT, typename _Traits, typename _Tp>
    inline basic_ostream<_CharT, _Traits>&
    operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>&& __os, const _Tp& __x)
    {   
      __os << __x;
      return __os;
    }   
#endif // C++11

这解释了为什么你没有失败的原因。但是，这实际上无法与std::cout << Foo()电话匹配。以下是编译错误的相关部分：

/usr/local/bin/../lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/6.1.0/../../../../include/c++/6.1.0/ostream:628:5: note: candidate function [with _CharT = char, _Traits = std::char_traits<char>, _Tp = Foo] not viable: no known conversion from 'ostream' (aka 'basic_ostream<char>') to 'basic_ostream<char, std::char_traits<char> > &&' for 1st argument
    operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>&& __os, const _Tp& __x)
    ^

这里的问题是lhs只能是右值参考，但你（显然）在呼叫中使用左值（即std::cout）。

使用std :: ostream的declval表达式（对于SFINAE）

3 个答案: