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c++ - SFINAE - 如果更复杂的函数失败，则返回默认函数

coder 2024-02-03 原文

假设我编写了一个名为interpolate 的通用函数。它的签名是这样的:

template<typename T>
T interpolate(T a, T b, float c);

其中 a 和 b 是要插入的值，c 是 [0.0,1.0] 中的 float 。

如果 T 定义了 T operator*(float) 和 T operator+(T)，我希望它以某种方式表现(线性插值)。否则，它的行为会有所不同 - 任何 T 都可用(最近邻插值)。

我怎样才能实现这种行为？

例如:

interpolate<std::string>("hello","world!", 0.798); //uses nearest neighbor, as std::string does not have the necessary operators

interpolate<double>(42.0,128.0, 0.5);              //uses linear, as double has the needed operators

注意:这个问题不是关于这些插值方法的实现，而是如何使用模板来切换函数的行为。

最佳答案

这听起来像是标签分发的主要用例:

我们创建了两个不同的标签类来区分这两个用例

struct linear_tag {};
struct nn_tag {};

template <typename T>
T impl(T a, T b, float c, linear_tag) {
    // linear interpolation here
}

template <typename T>
T impl(T a, T b, float c, nn_tag) {
    // nearest neighbor interpolation here
}

现在，我们需要从T中找出标签类型:

template <typename T>
linear_tag tag_for(
    T* p,
    std::enable_if_t<std::is_same_v<T, decltype((*p + *p) * 0.5)>>* = nullptr
);
nn_tag tag_for(...); // Fallback

第一个重载仅存在于任何 T t 的情况下, 表达式 (t + t) * 0.5f返回另一个 T .1 第二个重载始终存在，但由于 C 风格的可变参数，除非第一个重载不匹配，否则永远不会使用它。

然后，我们可以通过创建适当的标签来分派(dispatch)到任一版本:

template <typename T>
T interpolate(T a, T b, float c) {
    return impl(a, b, c, decltype(tag_for(static_cast<T*>(nullptr))){});
}

在这里，decltype(tag_for(static_cast<T*>(nullptr)))给我们正确的标签类型(作为 tag_for 的正确重载的返回类型)。

您可以用很少的开销添加额外的标签类型，并在 enable_if_t 中测试任意复杂的条件。 .此特定版本仅适用于 C++17(因为 is_same_v)，但您可以使用 typename std::enable_if<...>::type 轻松使其与 C++11 兼容。和 std::is_same<...>::value相反 - 它只是有点冗长。

1 这是您在问题中指定的内容 - 但它很危险!例如，如果您使用整数，您将使用最近邻插值，因为 *返回 float , 不是 int .您应该改为测试表达式 (*t + *t) * 0.5f返回可转换 为 T 的东西使用诸如 std::is_constructible_v<T, decltype((*t + *t) * 0.5f)> 之类的测试

作为奖励，这里有一个 c++20基于概念的实现不再需要标签(如评论中简要提到的那样)。不幸的是，没有编译器支持 requires在这个层面上，当然标准草案总是会发生变化:

template <typename T>
concept LinearInterpolatable = requires(T a, T b, float c) {
    { a + b } -> T;
    { a * c } -> T;
};

template <LinearInterpolatable T>
T interpolate(T a, T b, float c)
{
    // Linear interpolation
}

template <typename T>
T interpolate(T a, T b, float c)
{
    // Nearest-neighbor interpolation
}

关于c++ - SFINAE - 如果更复杂的函数失败，则返回默认函数，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/50429944/

ampSFINAEcodeinterpolatetemplatec++templates

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