SFINAE 用于泛型类型的泛型操作

Question

我有

a class Value 可以用不同的类型构造 (Foo, Bar, int,...).
class Value 应该有常见的操作，比如 <<, ==, <,... 在基础类型
我在 class 定义之外添加了运算符 <<。

我需要以下代码：

#include <iostream>

struct Foo {
};

struct Bar {
};

struct Value {
    template<typename T>
    Value(T) {
    }
};

std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Bar &) {
    return os << "Bar\n";
}

std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Value &value) {

    auto visitor = [&](auto a) -> decltype(os << a) {
        return os << a;
    };

    // Works
    visitor(Bar{});

    // Infinity call of this function with Value.
    visitor(Foo{});

    return os;
}

int main() {
    std::cout << Value(1);

    return 0;
}

Live example.

问题：如果基础类型不实现运算符<<，则Value 中的运算符<< 被称为递归无穷大。我想得到一个编译器错误，例如 no match for call operator<<(std:ostream&, const Value&)... 将 SFINAE 与我的访问者模式一起使用（此处未显示）。

我需要的是：

[&](auto a) -> std::enable_if_t<addressof?(os << a) != addressof?(os << Value{})>::value> {
    return os << a;
};

如果功能相同，则禁用此 lambda。这可能吗？

没有价值的解决方案：

使值明确
禁止使用 Foo 构造值

Answer 1

你可以替换

std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Value &value)
{
    // ...
}

和

template <typename T, typename = std::enable_if_t<std::is_same_v<T, Value>>>
std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const T &value)
{
    // ...
}

您仍然可以使用它打印 Value 个对象，但没有隐式转换。

将它放入您的代码中会使它在 visitor(Foo{}); 处失败并出现以下错误，这似乎是您想要的。

...
main.cpp:29:12: error: no match for call to '(operator<<(std::ostream&, const T&) [with T = Value; <template-parameter-1-2> = void; std::ostream = std::basic_ostream<char>]::<lambda(auto:1)>) (Foo)'
 visitor(Foo{});
 ~~~~~~~^~~~~~~
...

Answer 2

您可以添加一个包装器以强制仅进行一次转换：

template <typename T>
struct OneConversion
{
    OneConversion(const T& t) : t(t) {}

    operator const T&() const {return t;}

    const T& t;  
};

template <typename T>
struct isOneConversion : std::false_type {};

template <typename T>
struct isOneConversion<OneConversion<T>> : std::true_type {};

struct Value {
    template<typename T, std::enable_if_t<!isOneConversion<T>::value>* = nullptr>
    Value(T) {}
};

std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Value &value) {

    auto visitor = [&](auto a) -> decltype(os << OneConversion<decltype(a)>(a)) {
        return os << OneConversion<decltype(a)>(a);
    };

    // Works
    visitor(Bar{});

    visitor(Foo{}); // Error as expected.

    return os;
}

Demo

Answer 3

在不修改 std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Value &value) 的签名的情况下，我们可以检查对 operator<< 的尝试调用 a 在我们的 lambda 中被推断为的类型是否格式正确：

auto visitor = [&](auto a) -> decltype(
                              static_cast<std::ostream&(*)(std::ostream&, const decltype(a)&)>(&operator<<)
                             (os, a)
                             )
{
    return os << a;
};

适用于 Bar，失败并显示 Foo，错误消息：

error: invalid static_cast from type '<unresolved overloaded function type>' to type 'std::ostream& (*)(std::ostream&, const Foo&

SFINAE 用于泛型类型的泛型操作

SFINAE for generic operation on generic type

c++

templates

sfinae

enable-if

c++17

Demo