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c++ - 向非 C++ 程序员解释 C++ SFINAE

coder 2023-05-02 原文

C++中的SFINAE是什么？

您能否用不精通 C++ 的程序员可以理解的语言来解释它？另外，SFINAE 对应 Python 这样的语言中的什么概念？

最佳答案

警告:这是一个很长的解释，但希望它不仅能真正解释 SFINAE 的作用，还能让您了解何时以及为何使用它。

好的，为了解释这一点，我们可能需要备份并解释一下模板。众所周知，Python 使用通常所说的鸭子类型——例如，当你调用一个函数时，你可以将一个对象 X 传递给该函数，只要 X 提供该函数使用的所有操作。

在 C++ 中，普通(非模板)函数要求您指定参数的类型。如果您定义了一个函数，如:

int plus1(int x) { return x + 1; }

您只能将该功能应用于 int .它使用的事实x以同样适用于其他类型的方式，例如 long或 float没有区别——它只适用于 int反正。

为了更接近 Python 的鸭子类型，您可以创建一个模板:
template <class T>
T plus1(T x) { return x + 1; }

现在我们的 plus1更像是在 Python 中——特别是，我们可以同样好地将它调用到对象 x任何类型的 x + 1被定义为。

现在，考虑，例如，我们想要将一些对象写出到流中。不幸的是，其中一些对象使用 stream << object 写入流。 ，但其他人使用 object.write(stream);反而。我们希望能够处理任何一个而无需用户指定哪个。现在，模板特化允许我们编写特化模板，所以如果它是一种使用 object.write(stream) 的类型。语法，我们可以这样做:
template <class T>
std::ostream &write_object(T object, std::ostream &os) {
    return os << object;
}

template <>
std::ostream &write_object(special_object object, std::ostream &os) { 
    return object.write(os);
}

这对一种类型来说没问题，如果我们想要足够严重，我们可以为所有不支持的类型添加更多特化 stream << object -- 但只要(例如)用户添加了不支持 stream << object 的新类型，事情又破了。

我们想要的是一种对支持 stream << object; 的任何对象使用第一个特化的方法。 ，但第二个用于其他任何东西(尽管有时我们可能想为使用 x.print(stream); 的对象添加第三个)。

我们可以使用 SFINAE 来做出决定。为此，我们通常依赖于 C++ 的其他一些奇怪的细节。一种是使用sizeof运算符(operator)。 sizeof确定类型或表达式的大小，但它完全在编译时通过查看所涉及的类型来确定，而不评估表达式本身。例如，如果我有类似的东西:
int func() { return -1; }

我可以用 sizeof(func()) .在这种情况下，func()返回 int , 所以 sizeof(func())相当于 sizeof(int) .

第二个经常使用的有趣项目是数组的大小必须为正数，不是 零。

现在，把它们放在一起，我们可以做这样的事情:
// stolen, more or less intact from: 
//     http://stackoverflow.com/questions/2127693/sfinae-sizeof-detect-if-expression-compiles
template<class T> T& ref();
template<class T> T  val();

template<class T>
struct has_inserter
{
    template<class U> 
    static char test(char(*)[sizeof(ref<std::ostream>() << val<U>())]);

    template<class U> 
    static long test(...);

    enum { value = 1 == sizeof test<T>(0) };
    typedef boost::integral_constant<bool, value> type;
};

这里我们有两个重载 test .其中第二个采用可变参数列表( ... )，这意味着它可以匹配任何类型——但它也是编译器在选择重载时所做的最后一个选择，所以它只会在第一个匹配时匹配不是。 test 的另一个重载更有趣一点:它定义了一个接受一个参数的函数:一个指向返回 char 的函数的指针数组。 ，其中数组的大小是(本质上)sizeof(stream << object) .如 stream << object不是有效的表达式，sizeof将产生 0，这意味着我们创建了一个大小为零的数组，这是不允许的。这就是 SFINAE 本身出现的地方。试图替换不支持的类型 operator<<为 U会失败，因为它会产生一个零大小的数组。但是，这不是错误——它只是意味着从重载集中消除了该函数。因此，在这种情况下，只能使用另一个函数。

然后在 enum 中使用下面的表达式——它查看来自 test 的选定重载的返回值并检查它是否等于1(如果是，则表示选择了返回char的函数，否则，选择了返回long的函数)。

结果是has_inserter<type>::value将是 l如果我们可以使用 some_ostream << object;会编译，并且 0如果不会。然后我们可以使用该值来控制模板特化，以选择正确的方式来写出特定类型的值。

关于c++ - 向非 C++ 程序员解释 C++ SFINAE，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/3407633/

amp43codeobjectltc++programming-languagesc++-faqsfinae

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