调用模板函数而不是基类型的函数

Question

我有一个类层次结构,可以使用它写入对象operator<<.该示例如下所示:

#include <iostream>

struct Base
{
};

struct Derived : public Base
{
};

struct Shift
{
    template< typename U >
    Shift& operator<<(const U&)
    {
        std::cerr << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
        return *this;
    }

    Shift& operator<<(const Base&)
    {
        std::cerr << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
        return *this;
    }

#if 0
    Shift& operator<<(const Derived&)
    {
        std::cerr << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
        return *this;
    }
#endif
};

int main()
{
    Shift sh;
    Base bas;
    Derived der;
    int u32 = 0;

    sh << bas;
    sh << der;
    sh << u32;
}

这会产生以下输出:

Shift& Shift::operator<<(const Base&)
Shift& Shift::operator<<(const U&) [with U = Derived]
Shift& Shift::operator<<(const U&) [with U = int]

如果我取消注释该#if 0部分,它将更改为所需的输出:

Shift& Shift::operator<<(const Base&)
Shift& Shift::operator<<(const Derived&)
Shift& Shift::operator<<(const U&) [with U = int]

我有很多派生类(实际上是一个完整的层次结构),直到现在我必须operator<<为所有这些类型编写一个单独的定义.我想要的是一个解决方案,其中为所有派生类型调用基类型的运算符Base.那可能吗？

PS:我尝试了几种解决方案,例如编写一个帮助类:

struct Base
{
};

struct Derived : public Base
{
};

template< typename T >
struct Helper
{
    static void shift()
    {
        std::cerr << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
    }
};

template< >
struct Helper< Base >
{
    static void shift()
    {
        std::cerr << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
    }
};

struct Shift
{
    template< typename U >
    Shift& operator<<(const U& value)
    {
        Helper< U >::shift();
        return *this;
    }
};

输出:

static void Helper<Base>::shift()
static void Helper<T>::shift() [with T = Derived]
static void Helper<T>::shift() [with T = int]

但仍然调用基本模板,而不是Base专门化.

PPS:不幸的是,我目前仅限于C++03没有Boost.

Answer 1

在您当前的实现中,根据§13.3.3.1.4[over.ics.ref]/p1,首选模板化重载:

当引用类型的参数直接(8.5.3)绑定到参数表达式时,隐式转换序列是标识转换,除非参数表达式的类型是参数类型的派生类,在这种情况下隐式转换sequence是派生到基础的转换(13.3.3.1).

由于派生到基础转换被赋予转换等级,为了获得所需的输出,在过载解析期间,必须通过使用适当的条件(SFINAE)从具有可用功能的集合中排除具有身份转换等级的模板化版本enable_if:

#include <type_traits>

//...
template <typename U>
auto operator<<(const U&)
    -> typename std::enable_if<!std::is_base_of<Base, U>{}, Shift&>::type
{
    std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
    return *this;
}

Shift& operator<<(const Base&)
{
    std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
    return *this;
}

输出:

Shift& Shift::operator<<(const Base&)
Shift& Shift::operator<<(const Base&)
typename std::enable_if<(! std::is_base_of<Base, U>{}), Shift&>::type Shift::operator<<(const U&) [with U = int; typename std::enable_if<(! std::is_base_of<Base, U>{}), Shift&>::type = Shift&]

在c ++ 03中,实现的可读性较差:

template <bool B, typename T = void>
struct enable_if { typedef T type; };
template <typename T>
struct enable_if<false, T> {};
template <typename Base, typename Derived>
struct is_base_of
{
    typedef char (&yes)[1];
    typedef char (&no)[2];
    static yes test(Base*);
    static no test(...);
    static const bool value = sizeof(test((Derived*)0)) == sizeof(yes);
};
template <typename Base, typename Derived>
const bool is_base_of<Base, Derived>::value;

//...
template <typename U>
typename enable_if<!is_base_of<Base, U>::value, Shift&>::type operator<<(const U&)
{
    std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
    return *this;
}

Shift& operator<<(const Base&)
{
    std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
    return *this;
}