应用SFINAE检查是否为T定义了一个trait

Apply SFINAE to check if a trait is defined for T

本文关键字：trait 一个 定义 检查 SFINAE 是否 应用      更新时间：2023-10-16

我目前正在研究一个小的数学向量类。我想要两个向量类，Vector2和Vector3彼此是可构造的。例如:

Vector2<float> vec2(18.5f, 32.1f); // x = 18.5; y = 32.1
Vector3<float> vec3(vec2);         // x = 18.5; y = 32.1; z = float()
为了做到这一点，为了便于扩展，我想使用一个特征VectorTraits，其基本定义如下: 
template <typename T>
struct VectorTraits
{
  typedef T                      VectorType;
  typedef typename T::ValueType  ValueType;
  static const unsigned int      dimension = T::dimension;
};

这个表单允许用户在现有的Vectors类(比如glm::vec2)和我的类之间建立链接。这样就可以从一个glm::vec2创建一个Vector2。

此外，该技术可以允许我为使用SFINAE定义VectorTraits的所有类编写通用流操作符。

这是我的问题，我没能定义operator<<，所以当VectorTraits不适合给定类型时，这是无声的错误。

这是我最后一次尝试:

#include <iostream>
#include <type_traits>
// To define another operator
struct Dummy
{};
// Traits class
template <typename T>
struct VectorTraits
{
  typedef T                       VectorType;
  typedef typename T::ValueType   ValueType;
  static const std::uint16_t      dimension = T::dimension;
};
// Fake vector class. Defines the required typedef.
struct Vec
{
  typedef float   ValueType;
  static const std::uint16_t dimension = 2;
};
// Streaming operator for Dummy.
std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, const Dummy& d)
{
    stream << "dummy.n";
    return stream;
}
// Streaming operator attempt for classes defining VectorTraits.
template <class T, std::enable_if_t<(VectorTraits<T>::dimension > 0)>>
std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, const T& vec)
{
    std::cout << "Traits. Dimension = " << VectorTraits<T>::dimension << "n";
}
int main()
{
    std::cout << "Testn";
    std::cout << Vec();
    std::cout << Dummy();
    return 0;
}
在此尝试中，错误只是 
error: no match for 'operator<<' (operand types are 'std::ostream {aka std::basic_ostream<char>}' and 'Vec')
prog.cpp:33:15: note: candidate: template<class T, typename std::enable_if<(VectorTraits<T>::dimension > 0), void>::type <anonymous> > std::ostream& operator<<(std::ostream&, const T&)
 std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, const T& vec)
               ^
prog.cpp:33:15: note:   template argument deduction/substitution failed:
prog.cpp:41:19: note:   couldn't deduce template parameter '<anonymous>'

如果我改变

template <class T, std::enable_if_t<(VectorTraits<T>::dimension > 0)>>


template <class T, std::enable_if_t<(VectorTraits<T>::dimension > 0)>* = 0>

我得到另一个错误

prog.cpp:13:35: error: 'char [21]' is not a class, struct, or union type
   typedef typename T::ValueType   ValueType;

我设法得到工作的唯一版本是一个空的VectorTraits类，必须为每个Vector专门化。但我也想提供一种方法来"自动"成为一个Vector与一些typedef的定义。

我不明白为什么在show版本中，编译器没有保留我的操作符。我也尝试了一些变体，但它总是要么匹配一切，要么不匹配。

一个问题是您没有为std::enable_if_t实例化的结果提供默认参数，因此模板参数推导失败。解决这个问题的一种方法是添加* = nullptr:

template <class T, std::enable_if_t<(VectorTraits<T>::dimension > 0)>* = nullptr>
std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, const T& vec)

然而，现在我们得到一个错误，因为在VectorTraits<T>实例化中，T::ValueType是必需的。这不是在SFINAE上下文中，因此如果该成员不存在，将发生硬失败。我们可以通过在模板参数中添加SFINAE检查来解决这个问题:

template <class T, typename = typename T::ValueType, 
          std::enable_if_t<(VectorTraits<T>::dimension > 0)>* = nullptr>
std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, const T& vec)

您可以将其分解为外部IsValidVector检查，以便如果您需要多次进行此类检查，您可以更新单个点。

你可以添加一个图层到你的vectorTrait，只有当它是有效的:

// Traits class
template <typename T, typename = void>
struct VectorTraits_impl
{
};

template <typename T>
struct VectorTraits_impl<T,
                        std::enable_if_t<std::is_integral<decltype(T::dimension)>::value>>
{
  typedef T                       VectorType;
  typedef typename T::ValueType   ValueType;
  static const std::uint16_t      dimension = T::dimension;
};
// Traits class
template <typename T>
using VectorTraits = VectorTraits_impl<T>;
演示

由于以下原因，您的特定代码无法工作。

对于矢量，std::enable_if_t<(VectorTraits<T>::dimension > 0)>是某种类型。因此，可以将operator<<声明为模板，其中第二个参数是该类型的值。对于Dummy(和char*)没有这样的类型，所以SFINAE排除了这一点。但是对于Vec，您将std::enable_if_t<(VectorTraits<T>::dimension > 0)>设置为某种类型，并且编译器期望模板参数是该类型的某些值。当然，它没有办法找出这个值应该是什么

Jarod42提供的解决方案在Visual Studio上不起作用，所以我设法找到了另一个。我把它贴出来是为了帮助那些有一天遇到这个问题的人:

首先，我声明了类VectorTraits，但没有这样定义它: 
template <typename T, typename = void>
struct VectorTraits;

，我提供了一个专门化，只有当T::dimension > 0:

template <typename T>
struct VectorTraits<T, std::enable_if_t<(T::dimension > 0)>>
{
  typedef T                       VectorType;
  typedef typename T::ValueType   ValueType;
  static const std::uint16_t      dimension = T::dimension;
};

最后，我通过使用std::enable_if_t<(sizeof(VectorTraits<T>) > 0)>:

检查trait是否可用。
template <class T, typename = std::enable_if_t<(sizeof(VectorTraits<T>) > 0)>>
std::ostream& operator << (std::ostream& stream, const T& )
{
    return stream << "Traits. Dimension = " << VectorTraits<T>::dimension << "n";
}

最后的工作示例可以在这里或下面找到:

#include <iostream>
#include <type_traits>
// Traits class
template <typename T, typename = void>
struct VectorTraits;
template <typename T>
struct VectorTraits<T, std::enable_if_t<(T::dimension > 0)>>
{
  typedef T                       VectorType;
  typedef typename T::ValueType   ValueType;
  static const std::uint16_t      dimension = T::dimension;
};

// Fake vector class. Defines the required typedef.
struct Vec
{
  typedef float   ValueType;
  static const std::uint16_t dimension = 2;
};
// Fake vector class. Defines the required typedef.
struct VecFake
{
};
template <>
struct VectorTraits<VecFake>
{
  typedef VecFake                       VectorType;
  typedef float   ValueType;
  static const std::uint16_t      dimension = 12;
};
// Streaming operator attempt for classes defining VectorTraits.
template <class T, typename = std::enable_if_t<(sizeof(VectorTraits<T>) > 0)>>
std::ostream& operator << (std::ostream& stream, const T& )
{
    return stream << "Traits. Dimension = " << VectorTraits<T>::dimension << "n";
}
int main()
{
    std::cout << "Testn";  // Test
    std::cout << Vec();     // Traits. Dimension = 2
    std::cout << VecFake(); // Traits. Dimension = 12
}
相关文章：