使用 std::enable_if 重载函数以避免模板替换错误

Question

我想编写两个模板函数，一个捕获特定情况，另一个捕获与第一个情况不匹配的所有其他情况。我正在尝试使用 std::enable_if 来捕捉特定情况，但编译器仍然因不明确的匹配而失败。我如何编写这些重载函数，以便编译器解决歧义？（我正在使用 g++）

我试过编写以下代码（这是一个重现问题的简化示例）：

struct resource1_t{
};

struct resource2_t{
};

template <typename R, typename V>
struct unit_t{
  typedef R resource_t;
  typedef V value_t;
  unit_t(value_t const& value):v(){}
  value_t v;
  value_t calcValue(resource_t const& r)const{return v;}
};

// Specific case (U::resource_t == R)
template <typename U, typename R, typename=std::enable_if_t<std::is_same_v<typename U::resource_t,R>>>
      typename U::value_t callCalcValue(U const& u, R const& r){
        return u.calcValue(r);
      }

 // General case (U::resource_t != R)
 template <typename U, typename R>
      typename U::value_t callCalcValue(U const& u, R const& r){
        // Fail immediately!
        assert(!"Unit resource does not match");
        return U::value_t();
      }

int main()
{
    // Create an array of unit variants
   typedef unit_t<resource1_t,int> U1;
   typedef unit_t<resource2_t,float> U2;
   std::vector<std::variant<U1,U2>> units;
   units.emplace_back(U1(1));
   units.emplace_back(U2(1.0f));

   // Create a parallel array of resources
   std::vector<std::variant<resource1_t,resource2_t>> resources;
   resources.emplace_back(resource1_t());
   resources.emplace_back(resource2_t());

   // Call calcValue for each unit on the parallel resource
   for(int i(0); i<units.size(); ++i){
       std::visit([&](auto&& unit){
           std::visit([&](auto&& resource){
             // Fails to compile with substitution failure...
             //std::cout << unit.calcValue(resource) << "\n";

             // Results in ambiguous call compile error...
             std::cout << callCalcValue(unit,resource) << "\n";
           },resources[i]);
       },units[i]);
   }
}

我希望编译器将所有 std::is_same_v<U::resource_t,R> 的情况匹配到特定情况，并将所有其他组合匹配到一般情况，相反，编译器没有说函数不明确。我还尝试了 ! std::is_same 作为第二个定义，编译器失败并显示 error: redefinition of ... callCalcValue()...

Answer 1

这里有一个简化的例子：

template <typename T, typename R, typename=std::enable_if_t<std::is_same_v<R, int>>
void foo(T, R); // #1

template <typename T, typename R>
void foo(T, R); // #2

foo(some_t{}, some_r{});

具体的 sfinae 约束是什么并不重要，所以我选择了一个简单的约束。现在，如果约束（在本例中为 is_same_v<R, int>）不满足，则替换为 #1 失败，我们只剩下一个候选者：#2.

但是如果替换成功，那么我们有两个候选人。它们是同等可行的，没有什么可以区分它们。因此，调用是不明确的！

我们需要一种额外的方式来区分它们。一种方法是将否定约束添加到另一个重载（请注意，您需要在此处更改 SFINAE 形式才能使其工作）：

template <typename T, typename R, std::enable_if_t<std::is_same_v<R, int>, int> = 0>
void foo(T, R); // #1

template <typename T, typename R, std::enable_if_t<!std::is_same_v<R, int>, int> = 0>
void foo(T, R); // #2

这确保两者之一可行。

另一种方法是将特征转发到单独的重载集：

template <typename T, typename R>
void foo_impl(T, R, std::true_type); // #1

template <typename T, typename R>
void foo_impl(T, R, std::false_type); // #2

template <typename T, typename R>
void foo(T t, R r) {
    return foo_impl(t, r, std::is_same<R, int>{}); // NB: not _v
}

另一种方法是只写一个重载并在内部使用 if constexpr：

template <typename T, typename R>
void foo(T, R) {
    if constexpr (std::is_same_v<R, int>) {
        // #1
    } else {
        // #2
    }
}

未来的方式（在 C++20 中）将是使用概念：

template <typename T, typename R>
    requires std::is_same_v<R, int>
void foo(T, R); // #1

template <typename T, typename R>
void foo(T, R); // #2

这将使 #1 "more constrained than" #2 如果可行，那么它是首选。

Answer 2

我想知道一个简单的重载是否也可以工作：

// General case (U::resource_t != R)
template <typename U, typename R>
     typename U::value_t callCalcValue(U const& u, R const& r){
       // Fail immediately!
       assert(!"Unit resource does not match");
       return U::value_t();
     }

//Specific case (U::resource_t == R) overloads the general case
template <typename U>
      typename U::value_t callCalcValue(U const& u,  typename U::resource_t const& r){
        return u.calcValue(r);
      }

使用 std::enable_if 重载函数以避免模板替换错误

Overloading a function with std::enable_if to avoid template substitution error

c++

c++17

enable-if

std-variant