使用概念禁用 class 专业化

Question

我正在使用 Concepts TS 实现我自己的 std::span 版本。我在执行 these constructors:

时卡住了

template<class Container> constexpr span(Container& cont);
template<class Container> constexpr span(const Container& cont);

备注：这些构造函数不应参与重载决策，除非：

Container 不是 span 和
Container 不是 array

如何使用概念来实现？

Answer 1

您可以使用类型特征来检查某个类型是否是 span 或 std::array 的特化。这对我有用：

#include <type_traits>

template<typename, std::ptrdiff_t> class span;

template <typename T>
struct is_array : std::false_type { };
template <typename T, size_t N>
struct is_array<std::array<T, N>> : std::true_type { };

template <typename T>
struct is_span : std::false_type { };
template <typename T, std::ptrdiff_t P>
struct is_span<span<T, P>> : std::true_type { };

template <typename T>
concept bool NotSpanNotArray = !is_array<T>::value && !is_span<T>::value;

template<typename, std::ptrdiff_t> class span {
public:
  template<NotSpanNotArray T> constexpr span(T& cont);
  // template<NotSpanNotArray T> constexpr span(const T& cont);
};

工作演示：https://wandbox.org/permlink/M0n60U8Hl4mpacuI

只是我不是100%确定这样的方案是否满足参与重载决议当且仅当的要求。一些语言律师可能会澄清这一点。

更新

我刚刚意识到 std::is_array 仅适用于 "ordinary" 数组，不适用于 std::array。因此我也添加了一个自定义 is_array 类型特征。

Answer 2

首先，创建特征以检查专业化。 array 和 span 在接受类型参数和非类型参数的意义上看起来相同：

template <typename T, template <typename, auto> class Z>
struct is_specialization : std::false_type { };
template <typename A, auto V, template <typename, auto> class Z>
struct is_specialization<Z<A,V>, Z> : std::true_type { };

template <typename T, template <typename, auto> class Z>
inline constexpr bool is_specialization_v = is_specialization<T, Z>::value;

然后我们可以从中建立一个概念：

// the last bullet point
template <typename T, typename E>
concept ValidForElement =
    ConvertibleTo<std::remove_pointer_t<T>(*)[], E(*)[]>;

template <typename T, typename E>
concept AllowedContainer =
    // not a specialization of span (note: requires forward declaration of span)
    !is_specialization_v<std::remove_cv_t<T>, std::span>
    // not a specialization of array
    && !is_specialization_v<std::remove_cv_t<T>, std::array>
    // not a raw array
    && !std::is_array_v<std::remove_cv_t<T>>
    && requires (T cont) {
        // data(cont) is well-formed and has a valid type
        { data(cont); } -> ValidForElement<E>
        // size(cont) is well-formed
        { size(cont); }
    };

你会使用哪个：

template <typename Element, std::ptrdiff_t Extent = -1>
struct span {
    template <typename C> requires AllowedContainer<C, Element>
    span(C&);
    template <typename C> requires AllowedContainer<C const, Element>
    span(C const&);
};

那里的 const-ness 要求阻止了很好的 partial-concept-id 语法，但我想我们可以为此添加另一个概念：

template <typename T, typename E>
concept ConstAllowedContainer = AllowedContainer<T const, E>;

template <typename Element, std::ptrdiff_t Extent = -1>
struct span {
    template <AllowedContainer<E> C>      span(C&);
    template <ConstAllowedContainer<E> C> span(C const&);
};

不确定这里是否有更聪明的方法。

但实际上这整对构造函数可能是个错误，您想做一个转发参考：

template <typename Element, std::ptrdiff_t Extent = -1>
struct span {
    template <AllowedContainer<E> C>
    span(C&&);
};

最后一种方法需要对概念进行一些调整（所有 remove_cv_t 都应该变成 remove_cvref_t）。

Answer 3

你误会了概念。在概念世界中，使用 concept-ts 语法的 span 构造函数将如下所示：

struct span{
   span(const ContiguousRange&);
   span(ContiguousRange&);
   span(const span&) =default;
   span(span&) =default;
   };

或使用 c++20:

struct span{
   span(const ContiguousRange auto&);
   span(ContiguousRange auto&);
   span(const span&) =default;
   span(span&) =default;
   };

这里的概念是为了简化抽象。因此，如果您的界面在使用概念时变得更加复杂，那么您就错过了抽象。这里的抽象是ContiguousRange（感谢@Lyberta）。

使用概念禁用 class 专业化

Disable class specialization using concepts

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