Question

我想通过为我的自定义容器（std之外）添加std::size和std::empty的模板特化来扩展std命名空间。

我有两个问题：

为什么std::size和std::empty constexpr？据我所知，只有std::array的大小和空虚才能在编译时知道堆栈上的数组，而std::vector和{{1}等其他容器则不然。 }。那么，当std::map替换为std::size作为模板参数时，std::empty和std::vector如何工作？
我尝试使用std和std::size的模板特化扩展std::empty用于我的自定义容器，但编译器无法推断出专门的模板方法。有人可以解释我做错了吗？

#include <iterator>
#include <vector>

namespace dummy {
    struct Widget {
        bool IsEmpty() const noexcept { return m_v.empty(); }
        size_t GetSize() const noexcept { return m_v.size(); }
        std::vector< int > m_v;
    };
}

namespace std {

    template<>
    constexpr auto empty(const dummy::Widget &widget)
        -> decltype(widget.IsEmpty()) {

        return widget.IsEmpty();
    }

    template<>
    constexpr auto size(const dummy::Widget &widget)
        -> decltype(widget.GetSize()) {

        return widget.GetSize();
    }
}

int main() {
    std::vector< int > ints;
    std::size(ints);
}

输出：

prog.cc:15:17: error: no function template matches function template specialization 'empty'
        constexpr auto empty(const dummy::Widget &widget)
                       ^
/opt/wandbox/clang-head/include/c++/v1/iterator:1843:16: note: candidate template ignored: substitution failure [with _Cont = dummy::Widget]: no member named 'empty' in 'dummy::Widget'
constexpr auto empty(const _Cont& __c)
               ^
/opt/wandbox/clang-head/include/c++/v1/iterator:1850:16: note: candidate template ignored: could not match 'type-parameter-0-0 const[_Np]' against 'const dummy::Widget'
constexpr bool empty(const _Tp (&)[_Sz]) noexcept { return false; }
               ^
/opt/wandbox/clang-head/include/c++/v1/iterator:1854:16: note: candidate template ignored: could not match 'initializer_list<type-parameter-0-0>' against 'const dummy::Widget &'
constexpr bool empty(initializer_list<_Ep> __il) noexcept { return __il.size() == 0; }
               ^
prog.cc:22:17: error: no function template matches function template specialization 'size'
        constexpr auto size(const dummy::Widget &widget)
                       ^
/opt/wandbox/clang-head/include/c++/v1/iterator:1832:16: note: candidate template ignored: substitution failure [with _Cont = dummy::Widget]: no member named 'size' in 'dummy::Widget'
constexpr auto size(const _Cont& __c)
               ^
/opt/wandbox/clang-head/include/c++/v1/iterator:1839:18: note: candidate template ignored: could not match 'type-parameter-0-0 const[_Np]' against 'const dummy::Widget'
constexpr size_t size(const _Tp (&)[_Sz]) noexcept { return _Sz; }

Answer 1

我尝试使用std :: size和std :: empty的模板特化为我的自定义容器扩展std，但是编译器无法推断出专门的模板方法。有人可以解释我做错了吗？

std::size签名是：

template <class C>
constexpr auto size( const C& c ) -> decltype(c.size());

你的不一样：

template<>
constexpr auto size(const dummy::Widget &widget)
    -> decltype(widget.GetSize());

decltype(..)内容不同，您可以使用不同的方法进行SFINAE。

所以你的功能不是专业化。

因此，除非您在班级中添加widget::size()声明，否则您无法在std中专门化该功能。

Answer 2

为什么std::size和std::empty constexpr？

对于功能模板，constexpr仅表示如果可能，结果函数将为constexpr。并不意味着它对所有实例都是constexpr。在std::vector的情况下，这意味着std::size的特定实例化将不会。

我尝试使用std::size和std::empty的模板特化为我的自定义容器扩展std，但编译器无法推断出专门的模板方法。

这是因为您尝试提供的std::size和std::empty版本具有不同的返回类型。标准返回类型为decltype(c.size()) / decltype(c.empty())。您没有提供size()或empty()成员函数，因此这不可行。只需使用标准名称。

Answer 3

扩展std::size的正确方法不是通过专业化。

相反，您应该在与您的类型相同的命名空间中定义一个自由函数size（可选择作为内联friend）。

然后

using std::size;
std::cout << size( your_container ) << "\n";

工程;并且用{C}或your_container容器替换std也可以（通用代码）。

对using std::size的要求很烦人。你可以解决它：

namespace notstd {
  namespace adl_size {
    using std::size;
    template<class T>
    constexpr auto get_size(T const& t)
    noexcept( noexcept( size(t) ) )
    ->decltype( size(t) )
    { return size(t); }
  }
  template<class T>
  constexpr auto size( T const& t )
  noexcept( noexcept( ::notstd::adl_size::get_size(t) ) )
  -> decltype( ::notstd::adl_size::get_size(t) )
  { return ::notstd::adl_size::get_size(t); }
}

现在notstd::size( vector )以及notstd::size( your_container )和notstd::size( some_array )都可以使用，在使用之前无需明确添加using std::size。

std :: size和std :: empty的特化与模板不匹配

3 个答案: