检查（全局）函数是否存在但不允许隐式转换

Question

考虑这个简单的检查是否定义了（全局）函数：

template <typename T>
concept has_f = requires ( const T& t ) { Function( t ); };
// later use in MyClass<T>:
if constexpr ( has_f<T> ) Function( value );

不幸的是，这允许隐式转换。这显然是一个很大的混乱风险。

问题：如何检查 Function( const T& t ) 是否“显式”存在？

就像是

if constexpr ( std::is_same_v<decltype( Function( t ) ), void> )

应该没有隐式转换，但我无法让它工作。

注意：概念方法的重点是摆脱旧的“检测模式”并进行简化。

Answer 1

在解释如何做到这一点之前，我将解释为什么你不应该想要这样做。

您提到了“旧的'检测模式'”，但没有添加任何关于您所指内容的细节。C++ 用户有时会使用相当多的习惯用法，它们可以做一些事情，例如检测函数是否采用特定参数。根据您的计算，其中哪些算作“检测模式”尚不清楚。

然而，这些习语中的绝大多数存在于特定的、单一的目的：查看具有给定参数集的特定函数调用是否有效、合法的 C++ 代码。他们并不真正关心一个函数是否正好需要T；T具体测试就是这些习语中的一些如何产生重要信息。即您是否可以将 a 传递T给所述函数。

寻找特定的函数签名几乎总是达到目的的手段，而不是最终目标。

概念，特别是需要表达的，是目的本身。它允许您直接提问。因为实际上，您并不关心是否Function有一个带T;的参数。你关心是否Function(t)是合法的代码。具体如何发生是一个实现细节。

我能想到的唯一原因是有人可能想要将模板限制在精确签名（而不是参数匹配）上是为了阻止隐式转换。但是您真的不应该尝试破坏这样的基本语言功能。如果某人编写的类型可以隐式转换为另一种类型，则他们有权享受该语言定义的转换带来的好处。也就是说，能够以多种方式使用它，就好像它是其他类型一样。

也就是说，如果Function(t)您的受约束模板代码实际上要执行的操作，那么该模板的用户完全有权提供使该编译器符合 C++ 语言限制的代码。不在你个人认为该语言的哪些特性好坏的范围内。

概念不像基类，你决定每个方法的确切签名，用户必须严格遵守。概念是约束模板定义的模式。概念约束中的表达式是您希望在模板中使用的表达式。如果您计划在受该概念约束的模板中使用它，则只能将表达式放入该概念中。

您不使用函数签名；你调用函数。因此，您限制了可以使用哪些参数调用哪些函数的概念。你说的是“你必须让我这样做”，而不是“提供这个签名”。

话虽如此......你想要的通常是不可能的;)

您可能会采用多种机制来实现它，但没有一种机制能在所有情况下完全满足您的要求。

函数的名称解析为由所有可以调用的函数组成的重载集。当且仅当该签名是重载集中的函数之一时，该名称才能转换为指向特定函数签名的指针。所以理论上，你可以这样做：

template <typename T>
concept has_f = requires () { static_cast<void (*)(T const&)>(&Function); };

然而，因为这个名字Function是不依赖于T（至于C ++而言），它必须是两阶段名称查找第一遍为模板时解决。这意味着任何和所有Function你打算去关心过载必须声明之前 has_f的定义，不只是用适当的实例T。

我认为这足以声明这是非功能性的解决方案。即使它有效，它也只能在 3 种情况下“有效”：

1. Function已知/需要是一个实际的函数，而不是一个具有operator()重载的全局对象。因此，如果 的提供者T想要提供全局函子而不是常规函数（出于多种原因），则此方法将不起作用，即使Function(t)100% 完全有效、合法，并且不会执行某些可怕的隐式转换理由必须停止。

2. 该表达式Function(t)不应使用 ADL 来查找实际Function要调用的内容。

3. Function 不是模板函数。

这些可能性中的任何一个都与隐式转换无关。如果你要调用Function(t)，那么 ADL 100% 可以找到它，模板参数推导来实例化它，或者用户使用一些全局 lambda 来实现它。

你的第二个选择是依赖重载解析的工作方式。C++ 只允许在运算符重载中进行单个用户定义的转换。因此，您可以创建一种类型，该类型将在函数调用表达式中使用该用户定义的转换来代替T. 这种转换应该是对T自身的转换。

你会像这样使用它：

template<typename T>
class udc_killer
{
public:
  //Will never be called.
  operator T const&();
};

template <typename T>
concept has_f = requires () { Function(udc_killer<T>{}); };

这当然仍然保留标准转换，因此您无法区分采用floatif Tis的函数int或来自基类的派生类。您也无法检测Function在第一个参数之后是否有任何默认参数。

总的来说，您仍然没有检测到签名，只是检测到了可调用性。因为这就是您开始时应该关心的全部内容。