enable_if 的部分模板函数特化：进行默认实现

Question

使用 C++11 enable_if 我想为一个函数定义几个专门的实现（例如，基于参数的类型）以及一个默认实现。正确的定义方式是什么？

以下示例无法按预期工作，因为调用了 "generic" 实现，无论类型如何 T。

#include <iostream>

template<typename T, typename Enable = void>
void dummy(T t)
{
  std::cout << "Generic: " << t << std::endl;
}


template<typename T, typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value>::type>
void dummy(T t)
{
  std::cout << "Integral: " << t << std::endl;
}


template<typename T, typename std::enable_if<std::is_floating_point<T>::value>::type>
void dummy(T t)
{
  std::cout << "Floating point: " << t << std::endl;
}

int main() {
  dummy(5); // Print "Generic: 5"
  dummy(5.); // Print "Generic: 5"
}

我的最小示例中的一个解决方案是使用

显式声明 "generic" 实现不针对整数或浮点类型

std::enable_if<!std::is_integral<T>::value && !std::is_floating_point<T>::value>::type

这正是我想要避免的，因为在我的实际用例中有很多专门的实现，我想避免默认实现的很长（容易出错！）的情况。

Answer 1

函数不能部分特化。我假设您想要做的是更喜欢那些包含显式条件的重载？实现这一点的一种方法是在 default 函数的声明中使用可变参数省略号，因为省略号函数在重载解析顺序中具有较低的优先级：

#include <iostream>

template<typename T>
void dummy_impl(T t, ...)
{
  std::cout << "Generic: " << t << std::endl;
}


template<typename T, typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value>::type* = nullptr>
void dummy_impl(T t, int)
{
  std::cout << "Integral: " << t << std::endl;
}


template<typename T, typename std::enable_if<std::is_floating_point<T>::value>::type* = nullptr>
void dummy_impl(T t, int)
{
  std::cout << "Floating point: " << t << std::endl;
}

template <class T>
void dummy(T t) {
   dummy_impl(t, int{});
}

int main() {
  dummy(5); 
  dummy(5.); 
  dummy("abc"); 
}

输出：

Integral: 5
Floating point: 5
Generic: abc

[live demo]

@doublep 在评论中提到的另一种选择是使用结构实现您的功能，然后对其进行部分特化。

Answer 2

你可以引入一个rank来优先处理你的一些重载：

template <unsigned int N>
struct rank : rank<N - 1> { };

template <>
struct rank<0> { };

然后您可以像这样定义 dummy 重载：

template<typename T>
void dummy(T t, rank<0>)
{
    std::cout << "Generic: " << t << std::endl;
}

template<typename T, 
         typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value>::type* = nullptr>
void dummy(T t, rank<1>)
{
    std::cout << "Integral: " << t << std::endl;
}

template<typename T, 
         typename std::enable_if<std::is_floating_point<T>::value>::type* = nullptr>
void dummy(T t, rank<1>)
{
    std::cout << "Floating point: " << t << std::endl;
}

然后，你可以把调用隐藏在dispatch:

后面

template <typename T>
void dispatch(T t)
{
   return dummy(t, rank<1>{});
}

用法：

int main() 
{
    dispatch(5);    // Print "Integral: 5"
    dispatch(5.);   // Print "Floating point: 5"
    dispatch("hi"); // Print "Generic: hi"
}

live example on wandbox

解释：

使用 rank 引入 "priority"，因为在 X > Y 时需要隐式转换才能将 rank<X> 转换为 rank<Y>。 dispatch 首先尝试用 rank<1> 调用 dummy，优先考虑你的约束重载。如果 enable_if 失败，则 rank<1> 隐式转换为 rank<0> 并进入 "fallback" 情况。

奖励： 这是一个使用 if constexpr(...).

的 C++17 实现

template<typename T>
void dummy(T t)
{
    if constexpr(std::is_integral_v<T>)
    {
        std::cout << "Integral: " << t << std::endl;
    }
    else if constexpr(std::is_floating_point_v<T>)
    {
        std::cout << "Floating point: " << t << std::endl;
    }
    else
    {
        std::cout << "Generic: " << t << std::endl;
    }
}

live example on wandbox

Answer 3

我会像这样使用标签调度：

namespace Details
{
    namespace SupportedTypes
    {
        struct Integral {};
        struct FloatingPoint {};
        struct Generic {};
    };


    template <typename T, typename = void>
    struct GetSupportedType
    {
        typedef SupportedTypes::Generic Type;
    };

    template <typename T>
    struct GetSupportedType< T, typename std::enable_if< std::is_integral< T >::value >::type >
    {
        typedef SupportedTypes::Integral Type;
    };

    template <typename T>
    struct GetSupportedType< T, typename std::enable_if< std::is_floating_point< T >::value >::type >
    {
        typedef SupportedTypes::FloatingPoint Type;
    };

    template <typename T>
    void dummy(T t, SupportedTypes::Generic)
    {
        std::cout << "Generic: " << t << std::endl;
    }

    template <typename T>
    void dummy(T t, SupportedTypes::Integral)
    {
        std::cout << "Integral: " << t << std::endl;
    }

    template <typename T>
    void dummy(T t, SupportedTypes::FloatingPoint)
    {
        std::cout << "Floating point: " << t << std::endl;
    }
} // namespace Details

然后像这样隐藏样板代码：

template <typename T>
void dummy(T t)
{
    typedef typename Details::GetSupportedType< T >::Type SupportedType;
    Details::dummy(t, SupportedType());
}

GetSupportedType 为您提供了一种主要方式来猜测您将要使用的实际类型，这就是您每次添加新类型时想要专门化的类型。

然后您只需通过提供正确的 tag.

的实例来调用正确的 dummy 重载

最后，调用 dummy:

dummy(5); // Print "Generic: 5"
dummy(5.); // Print "Floating point: 5"
dummy("lol"); // Print "Generic: lol"

enable_if 的部分模板函数特化：进行默认实现

Partial template function specialization with enable_if: make default implementation

c++

sfinae

enable-if

c++11