sfinae上下文中的模板变量

Question

请考虑第一段代码,其中使用基本SFINAE触发器来区分类型是否是随机访问迭代器:

template <typename T, typename = void>
struct is_random_access_iterator : public std::false_type {};

template <typename T>
struct is_random_access_iterator<T, 
    std::enable_if_t<
        std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>
    >>
    : public std::true_type {};

template <typename T>
constexpr bool is_random_access_iterator_v = is_random_access_iterator<T>::value;

此代码编译并按预期工作.现在,考虑第二个片段,我将模板变量替换为enable_if条件,而不更改其定义:

template <typename T>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = 
    std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

template <typename T, typename = void>
struct is_random_access_iterator : public std::false_type {};

template <typename T>
struct is_random_access_iterator<T, 
    std::enable_if_t<
        //std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>
        has_random_access_iterator_tag<T>
    >>
    : public std::true_type {};

template <typename T>
constexpr bool is_random_access_iterator_v = is_random_access_iterator<T>::value;

SFINAE不再起作用了,编译器(用gcc 8和clang 7测试)抱怨std::iterator_traits每当我提供一个不专门的类型时就不存在.

这是一个有效的例子:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <type_traits>

template <typename T>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = 
    std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

template <typename T, typename = void>
struct is_random_access_iterator : public std::false_type {};

template <typename T>
struct is_random_access_iterator<T, 
    std::enable_if_t<
        //std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>
        has_random_access_iterator_tag<T>
    >>
    : public std::true_type {};

template <typename T>
constexpr bool is_random_access_iterator_v = is_random_access_iterator<T>::value;

int main() {
    std::cout   << std::boolalpha << "Is random access iterator:\n"
                << "- int:   " << is_random_access_iterator_v<int> << '\n'
                << "- int*:  " << is_random_access_iterator_v<int*> << '\n'
                << "- v::it: " << is_random_access_iterator_v<std::vector<int>::iterator> << '\n';
}

并输出:

prog.cc:8:54:错误:'std :: __ 1 :: iterator_traits'std :: is_same_v :: iterator_category,std :: random_access_iterator_tag>中没有名为'iterator_category'的类型; ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ^ ~~~~~~~~~~~~~~~ 〜

prog.cc:17:9:注意:在实例化变量模板特化'has_random_access_iterator_tag'这里请求has_random_access_iterator_tag ^

prog.cc:22:46:注意:在模板参数推导期间,类模板部分特化'is_random_access_iterator>>'[with T = int] constexpr bool is_random_access_iterator_v = is_random_access_iterator :: value; ^

prog.cc:22:46:注意:在实例化模板类'is_random_access_iterator'这里请求prog.cc:26:35:注意:在变量模板特化的实例化中'is_random_access_iterator_v'在这里请求<<" - int:"<< is_random_access_iterator_v <<'\n'^ 1生成错误.

谁能解释我为什么？我对此感到沮丧,因为使用模板常量使模板编程更加紧凑和可读性感觉非常自然.

Answer 1

这里的问题是

template <typename T>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = 
    std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

移动

std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>

超出SFINAE上下文并将其放入已编译的代码中.当替换推导类型的模板参数时,SFINAE会在重载决策失败时启动.以来

template <typename T>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = 
    std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

只有T作为模板参数,当您尝试实例化a时没有失败 has_random_access_iterator_tag<T>.既然没有失败那么

std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

得到编译,如果T对该表达式无效,则会出现错误.

如果将表达式移回模板参数,那么当编译器推导出T它时,将使用它来推断

std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

如果失败那么它就不会出错,因为它在模板参数的推导下发生了.所以,如果我们有

template <typename T, bool Val = std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = Val;

然后,如果std::iterator_traits<T>::iterator_category无效,则整个模板被视为无效并被忽略.