C++ 友元函数模板重载和 SFINAE 在 clang++、g++、vc++（C++14 模式）中的不同行为

Question

因此，以下代码在 clang++ (3.8.0) 下构建并成功运行，但在 g++ (6.3.0) 和 vc++ (19.10.24903.0) 下均失败。 g++ 和 vc++ 都抱怨 operator&& 的重新定义。

有谁知道是哪个编译器出了问题。对于无法编译代码的编译器，编译错误的解决方法是什么？

#include <functional>
#include <iostream>

template <typename T>
struct awaitable
{
    friend awaitable<void> operator&&(awaitable a1, awaitable a2)
    {
        std::cout << "operator&&(awaitable a1, awaitable a2) - T: " << typeid(T).name() << std::endl;
        return awaitable<void>{};
    }

    template <typename U = T, typename std::enable_if<!std::is_same<U, void>::value>::type* = nullptr>
    friend awaitable<void> operator&&(awaitable<void> a1, awaitable<U> a2)
    {
        std::cout << "operator&&(awaitable<void> a1, awaitable<U> a2) - U: " << typeid(T).name() << std::endl;
        return awaitable<void>{};
    }

    template <typename U = T, typename std::enable_if<!std::is_same<U, void>::value>::type* = nullptr>
    friend awaitable<void> operator&&(awaitable<U> a1, awaitable<void> a2)
    {
        std::cout << "operator&&(awaitable<U> a1, awaitable<void> a2) - U: " << typeid(T).name() << std::endl;
        return awaitable<void>{};
    }
};

int main(int argc, const char * argv[])
{
    awaitable<int> a1, a2, a3, a4;
    auto ar = a1 && (a1 && a2) && (a2 && a3) && a4;
}

clang++: http://coliru.stacked-crooked.com/a/cb01926bbcacdfb0

g++: http://coliru.stacked-crooked.com/a/73d17a5ae26f22eb

vc++: http://webcompiler.cloudapp.net/

Answer 1

SFINAE 在模板实例化级别工作，即在 struct awaitable<T>，而不是在模板的各个成员级别。 awaitable<void> 是一个有效的实例化，因此它实例化了 class 的所有 3 个成员的声明，复制了后者 2.

并不是两个定义互相冲突，而是每个定义都自相矛盾(example) (more details)。

解决方法 1

定义辅助运算符 out-of-class（当然，与您所拥有的不完全相同 - 这些将是模板的 any 实例的朋友）

#include <functional>
#include <iostream>

template <typename T>
struct awaitable
{
    friend awaitable<void> operator&&(awaitable a1, awaitable a2)
    {
        std::cout << "operator&&(awaitable a1, awaitable a2) - T: " << typeid(T).name() << std::endl;
        return {};
    }

    template<typename U>
    friend std::enable_if_t<!std::is_void<U>::value, awaitable<void>> operator&&(awaitable<void> a1, awaitable<U> a2);

    template<typename U>
    friend std::enable_if_t<!std::is_void<U>::value, awaitable<void>> operator&&(awaitable<U> a1, awaitable<void> a2);

};

template<typename U>
std::enable_if_t<!std::is_void<U>::value, awaitable<void>> operator&&(awaitable<void> a1, awaitable<U> a2)
{
    std::cout << "operator&&(awaitable<void> a1, awaitable<U> a2) - U: " << typeid(U).name() << std::endl;
    return {};
}

template<typename U>
std::enable_if_t<!std::is_void<U>::value, awaitable<void>> operator&&(awaitable<U> a1, awaitable<void> a2)
{
    std::cout << "operator&&(awaitable<U> a1, awaitable<void> a2) - U: " << typeid(U).name() << std::endl;
    return {};
}

int main(int argc, const char * argv[])
{
    awaitable<int> a1, a2, a3, a4;
    auto ar = a1 && (a1 && a2) && (a2 && a3) && a4;
}

解决方法 2

完全不使用 SFINAE，而是 awaitable 的专业化。请注意，专业化是相反的 - 基本实现是 awaitable<void> 的特例，专业化适用于其他一切。

#include <functional>
#include <iostream>

template <typename T, bool isvoid = std::is_void<T>::value>
struct awaitable
{
    friend awaitable<void> operator&&(awaitable a1, awaitable a2)
    {
        std::cout << "operator&&(awaitable a1, awaitable a2) - void" << std::endl;
        return {};
    }
};

template <typename T>
struct awaitable<T, false>
{
    friend awaitable<void> operator&&(awaitable a1, awaitable a2)
    {
        std::cout << "operator&&(awaitable a1, awaitable a2) - T: " << typeid(T).name() << std::endl;
        return {};
    }

    friend awaitable<void> operator&&(awaitable<void> a1, awaitable<T> a2)
    {
        std::cout << "operator&&(awaitable<void> a1, awaitable<T> a2) - U: " << typeid(T).name() << std::endl;
        return {};
    }

    friend awaitable<void> operator&&(awaitable<T> a1, awaitable<void> a2)
    {
        std::cout << "operator&&(awaitable<T> a1, awaitable<void> a2) - void" << std::endl;
        return {};
    }
};

int main(int argc, const char * argv[])
{
    awaitable<int> a1, a2, a3, a4;
    auto ar = a1 && (a1 && a2) && (a2 && a3) && a4;
}

C++ 友元函数模板重载和 SFINAE 在 clang++、g++、vc++（C++14 模式）中的不同行为

C++ friend function template overloading and SFINAE different behaviors in clang++, g++, vc++ (C++14 mode)

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