C++17：使用 std::optional 来评估枚举是否包含值

Question

我想在编译时检查各种枚举是否包含给定值，所以我编写了以下内容：

#include <optional>

enum class test_enum : int {
    VALUE_0 = 0,
    VALUE_1 = 1
};

// Template function to perform check
template<typename T>
constexpr std::optional<T> from_int(int value)
{
    static_assert(false, __FUNCTION__ " not implemented for this type; see build output");
    return std::optional<T>();
}

// Specialization for test_enum
template<>
constexpr std::optional<test_enum> from_int(int value)
{
    switch (value) {
        case static_cast<int>(test_enum::VALUE_0) :
            return test_enum::VALUE_0;
        case static_cast<int>(test_enum::VALUE_1):
            return test_enum::VALUE_1;
        default:
            return std::optional<test_enum>();
    }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    static_assert(from_int<test_enum>(1));

    return 0;
}

使用Visual Studio2017（版本15.8.6），代码编译成功，输出没有错误。但是，错误 window 显示

E0028: expression must have a constant value" at line 30. (the first line of main)

和

"std::_Optional_construct_base<test_enum>::_Optional_construct_base(std::in_place_t, _Types &&..._Args) [with _Types=<test_enum>]" (declared implicitly) is not defined)".

关于这是为什么的任何提示？我可以忽略 E0028，但如果可能的话我宁愿不这样做。

编辑： 从 from_int 中删除 static_assert 不会更改错误。

Answer 1

似乎标准将此类代码定义为格式错误，不需要诊断。看看下面的语句：

[The validity of a template may be checked prior to any instantiation. [ Note: Knowing which names are type names allows the syntax of every template to be checked in this way. — end note ] The program is ill-formed, no diagnostic required, if:

<...>

(8.4) a hypothetical instantiation of a template immediately following its definition would be ill-formed due to a construct that does not depend on a template parameter...] 1

为使其格式正确，请勿使用 static_assert(false)。相反，使用以下技巧（使用 GCC 7 和 CLang 7 编译）：

#include <optional>

enum class test_enum : int {
    VALUE_0 = 0,
    VALUE_1 = 1
};

template<typename T> 
constexpr bool false_t = false;

// Template function to perform check
template<typename T>
constexpr std::optional<T> from_int(int value)
{
    static_assert(false_t<T>, "Not implemented for this type; see build output");
    return std::optional<T>();
}

// Specialization for test_enum
template<>
constexpr std::optional<test_enum> from_int<test_enum>(int value)
{
    switch (value) {
        case static_cast<int>(test_enum::VALUE_0) :
            return test_enum::VALUE_0;
        case static_cast<int>(test_enum::VALUE_1):
            return test_enum::VALUE_1;
        default:
            return std::optional<test_enum>();
    }
}

int main()
{
    static_assert(from_int<test_enum>(1));
}

Answer 2

有问题的代码使用 cl v19.15.26726（Visual Studio 版本 15.9.0-pre.1.0）编译时没有警告或错误

Answer 3

在 99/100 的情况下，使用标签分派比使用模板特化要好得多。

#include <optional>

enum class test_enum : int {
    VALUE_0 = 0,
    VALUE_1 = 1
};

template<class T> struct tag_t {};

namespace from_int_details {
  template<class T>
  std::optional<T> from_int_impl( tag_t<T>, int value ) = delete;
}
template<class T>
std::optional<T> from_int( int value ) {
  using namespace from_int_details;
  return from_int_impl( tag_t<T>{}, value );
}

// Overload for test_enum, same namespace as test_enum *or* in from_int_details:
constexpr std::optional<test_enum> from_int_impl(tag_t<test_enum>, int value)
{
    switch (value) {
        case static_cast<int>(test_enum::VALUE_0) :
            return test_enum::VALUE_0;
        case static_cast<int>(test_enum::VALUE_1):
            return test_enum::VALUE_1;
        default:
            return std::optional<test_enum>();
    }
}

int main()
{
    static_assert(from_int<test_enum>(1));
}

这里人们通过在 the_enum_type 的命名空间中写入 constexpr optional<the_enum_type> from_int_impl( tag_t<the_enum_type>, int ) 来扩展 from_int（因此可以通过 ADL 找到它），或者对于不可能这样做的枚举（就像 std 中的枚举），在 from_int_details 命名空间中。或者tag_t.

的命名空间

这是在 MSVC 2017 中编译的代码，编译器版本 19.10。

C++17：使用 std::optional 来评估枚举是否包含值

C++17: using std::optional to evaluate if enum contains value

c++

enums

constexpr

c++17

stdoptional