将 SFINAE 上下文中不正确的模板实例化的硬错误转变为软错误

Question

假设我们有一个模板实例化 Container<U, Args...>（认为 Container 是一个 std::vector）和一个非模板类型 T，我们需要检查是否可以在 Container<T> 类型的对象上调用 push_back。下面是使用检测器习惯用法的代码：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>
#include <string>
#include <type_traits>
#include <boost/iterator.hpp>
#include <boost/range.hpp>

template<typename, typename>
struct replace
{
    using type = struct Error;
};

template<template<typename...> class Container, typename U, typename T>
struct replace<Container<U>, T>
{
    using type = Container<T>;
};

template<typename Container, typename T>
using replace_t = typename replace<Container, T>::type;

template<typename Placeholder, template<typename...> class Op, typename... Args>
struct isDetected : std::false_type {};

template<template<typename...> class Op, typename... Args>
struct isDetected<std::void_t<Op<Args...>>, Op, Args...> : std::true_type {};

template<typename Container, typename T>
using pushBackDetector = decltype(std::declval<Container&>().push_back(std::declval<T>()));

template<typename Container, typename T>
bool canPushBack()
{
    return isDetected<void, pushBackDetector, Container, T> {};
}

int main()
{
    std::cout << canPushBack<replace_t<std::vector<int>, double>, double>() << std::endl;
    std::cout << canPushBack<replace_t<std::set<int>, double>, double>() << std::endl;
    std::cout << canPushBack<replace_t<boost::iterator_range<std::string::iterator>, std::string::iterator>, double>() << std::endl;

    //std::cout << canPushBack<replace_t<boost::iterator_range<std::string::iterator>, int>, double>() << std::endl;
}

一个活生生的例子是 available 在 Wandbox。

确实，它正确地推断出我们可以在 std::vector<double> 上调用 push_back，但我们不能在 std::set<double> 或 boost::iterator_range<std::string::iterator> 上调用 push_back。

现在让我们检查一下我们是否可以在 boost::iterator_range<int> 上调用 push_back 并取消注释最后一行！现在代码爆炸得如此漂亮，我不会在这里给出完整的错误消息（最好在上面链接的实例中这样做），但它的要点是编译器试图实例化 boost::iterator_range<int> 并打开未能将那个的某些基本类型实例化为硬错误：

/opt/wandbox/boost-1.65.1/clang-5.0.0/include/boost/iterator/iterator_categories.hpp:119:60: error: no type named 'iterator_category' in 'std::__1::iterator_traits<int>'
        typename boost::detail::iterator_traits<Iterator>::iterator_category
        ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~
/opt/wandbox/boost-1.65.1/clang-5.0.0/include/boost/range/iterator_range_core.hpp:156:32: note: in instantiation of template class 'boost::iterators::iterator_traversal<int>' requested here
        BOOST_DEDUCED_TYPENAME iterator_traversal<IteratorT>::type
                               ^
/opt/wandbox/boost-1.65.1/clang-5.0.0/include/boost/range/iterator_range_core.hpp:436:67: note: in instantiation of template class 'boost::iterator_range_detail::pure_iterator_traversal<int>' requested here
                    BOOST_DEDUCED_TYPENAME iterator_range_detail::pure_iterator_traversal<IteratorT>::type
                                                                  ^
prog.cc:31:61: note: in instantiation of template class 'boost::iterator_range<int>' requested here
using pushBackDetector = decltype(std::declval<Container&>().push_back(std::declval<T>()));
                                                            ^
prog.cc:28:31: note: in instantiation of template type alias 'pushBackDetector' requested here
struct isDetected<std::void_t<Op<Args...>>, Op, Args...> : std::true_type {};
                              ^
prog.cc:36:12: note: during template argument deduction for class template partial specialization 'isDetected<std::void_t<Op<Args...> >, Op, Args...>' [with Op = pushBackDetector, Args = <boost::iterator_range<int>, double>]
    return isDetected<void, pushBackDetector, Container, T> {};
           ^

一方面，这是完全合理的——实际上，int 不是迭代器。另一方面，在这种情况下，非常希望从 canPushBack() 中捕获这个不正确的实例化和 return false。那么，问题来了：有没有可能把这个硬错误变成软错误并优雅地处理？

Answer 1

不，您不能采用不支持 SFINAE 检测的模板，并且在没有特定于所讨论类型的手动工作的情况下使其对 SFINAE 友好，有时这还不够。

你能做的最好的事情就是编写一个手动特征来为你完成它，以及一个 SFINAE 检查它是否可以应用的别名，如果可以的话只 returns 一个类型。

此外，无法检测某物是否为迭代器。没有标准规定的 SFINAE 友好 "is X an iterator" 测试。作为一般规则，所有迭代器都必须支持 std::iterator_traits<T>，但存在零要求，非迭代器在将它们传递给 std::iterator_traits 时必须生成 SFINAE 友好结果，根据我的经验，将 void* 传递给 std::iterator_traits 会生成非 SFINAE 友好结果。

您可以尝试破解一个 - 检测迭代器必须做的各种事情（可取消引用、可递增、同等可比较），但即使有一个类型在您尝试时也可能没有 SFINAE 友好的错误。例如，采用非相等可比较类型并将其放入 std::vector，并尝试执行 == 可能会因硬错误而无法编译（至少我上次检查时是这样）。

一个简单的例子是：

template<class T>
struct problem {
  static_assert(!std::is_same<T,int>{}, "oh oh");
};

将 int 传递给 problem 不能被 SFINAE 检测为问题。如果实例化 problem<int>，则会出现硬错误。

将 SFINAE 上下文中不正确的模板实例化的硬错误转变为软错误

Turning a hard error on incorrect template instantiation in SFINAE context into a soft error

c++

templates

sfinae

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