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c++ - 带有 std::ostream 的 declval 表达式(用于 SFINAE)

coder 2023-06-01 原文

我正在尝试创建一个类型特征类来确定特定类型 T可以通过 << 进行流式传输std::ostream 的运算符.我使用的是简单的 SFINAE 技术。

最终，我尝试评估替换失败的表达式是:

decltype(std::declval<std::ostream>() << std::declval<T>()) ;

我的期望是，给定一个实例 t类型 T和 std::ostream实例 os , 如果表达式 os << t格式不正确，则应发生替换失败。

但无论类型如何T 显然都不会出现替换失败。 .即使我只是声明 typedef使用上述decltype表达式，在 SFINAE 的上下文之外，它可以愉快地编译，即使 T不能与 std::ostream 一起使用.

例如:

struct Foo  { };

int main()
{
    // This compiles fine using GCC 4.9.2
    //
    typedef decltype(
        std::declval<std::ostream>() << std::declval<Foo>()
    ) foo_type;
}

使用 GCC 4.9.2 可以很好地编译上面的内容，这不是我所期望的，因为 <<运算符未重载以使用类型 Foo .当然，如果我说:

std::cout << Foo();

... 我得到一个编译器错误。那么为什么 decltype上面的表达式甚至可以编译吗？

最佳答案

C++11 添加了以下 operator<<过载:

template< class CharT, class Traits, class T >
basic_ostream< CharT, Traits >& operator<<( basic_ostream<CharT,Traits>&& os, 
                                            const T& value );

这会转发到标准插入运算符，它不能将右值引用绑定(bind)到 std::ostream s 因为它们采用非常量引用。从 std::declval<std::ostream>返回 std::ostream&& ，这个重载被选中，然后由于非常宽松的接口(interface)(即，如果没有有效的底层插入运算符，这不是 SFINAEd out)，你的 decltype说明符有效。

简单的解决方法是使用 std::declval<std::ostream&>() .这将返回 std::ostream& ，因此您的decltype 不会选择模板重载编译需要说明符和正常的插入运算符重载:

typedef decltype(
    std::declval<std::ostream&>() << std::declval<Foo>()
) foo_type;

Clang 输出如下:

main.cpp:8:39: error: invalid operands to binary expression ('std::basic_ostream<char>' and 'Foo')
        std::declval<std::ostream&>() << std::declval<Foo>()
        ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ^  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Live Demo

这是一个更简单的例子，它展示了同样的问题:

#include <string>

void foo (int&,int){}
void foo (int&,float){}

template <typename T>
void foo (int&& a, T b) {
    foo(a, b);
}

int main()
{
    std::string s;
    typedef decltype(foo(1,s)) foo_type;
}

Live Demo

以下是相关标准报价(N4140):

声明必须实例化，因为涉及重载解析:

[temp.inst]/10: If a function template or a member function template specialization is used in a way that involves overload resolution, a declaration of the specialization is implicitly instantiated (14.8.3).

只有声明需要实例化:

[temp.over]/5: Only the signature of a function template specialization is needed to enter the specialization in a set of candidate functions. Therefore only the function template declaration is needed to resolve a call for which a template specialization is a candidate.

并且实现不允许实例化函数体:

[temp.inst]/11: An implementation shall not implicitly instantiate a function template, a variable template, a member template, a non-virtual member function, a member class, or a static data member of a class template that does not require instantiation.

关于c++ - 带有 std::ostream 的 declval 表达式(用于 SFINAE)，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/37480778/

ampostreamcodestdc++sfinae

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