c++ - 编译时的类型特化

Question

我正在编写一个类，它与 std::function 共享几个不同的特性。 (或者至少这些类(class)在很多方面都是相似的)。众所周知std::function通过指定模板参数(即 std::function<void (std::string&)> )实例化，它与我的类(class)相同。不过我有一个异常(exception)，如果返回值为 void (std::function<"return value" ("parameters">)，我想在我的类中专门化一个 single 函数。我需要在编译时完成这项工作，但我无法让它按预期工作。下面是一些测试代码来解释:

#include <iostream>
#include <type_traits>

template <typename T> class Test { };

template <typename Ret, typename... Args>
class Test<Ret (Args...)>
{
public:
    Ret operator()(Args...)
    {
        if(std::is_void<Ret>::value)
        {
             // Do something...
        }

        else /* Not a void function */
        {
            Ret returnVal;
            return returnVal;
        }
    }
};

int main(int argc, char * argv[])
{
    Test<void (char)> test;
    test('k');
}

您可以清楚地看到，如果编译器没有在上述测试中删除“else”分支，我的代码将尝试创建一个空值(即 void returnVal;)。问题是编译器没有删除分支，所以我最终遇到编译器错误:

./test.cpp: In instantiation of ‘Ret Test::operator()(Args ...) [with Ret = void; Args = {char}]’: ./test.cpp:27:10: required from here ./test.cpp:18:8: error: variable or field ‘returnVal’ declared void ./test.cpp:19:11: error: return-statement with a value, in function returning 'void' [-fpermissive]

通常会使用 std::enable_if结合std::is_void ，问题是我不想专注于 function 模板，而是专注于 class 模板。

template <typename Ret, typename... Args>
class Test<Ret (Args...)>
{
public:
    typename std::enable_if<!std::is_void<Ret>::value, Ret>::type 
    Ret operator()(Args...)
    {
        Ret returnVal;
        return returnVal;
    }

    typename std::enable_if<std::is_void<Ret>::value, Ret>::type 
    Ret operator()(Args...)
    {
        // It's a void function
        // ...
    }
};

如果我改用上面的代码，我会得到更多的错误并且没有解决方案

./test.cpp:11:2: error: expected ‘;’ at end of member declaration
./test.cpp:11:2: error: declaration of ‘typename std::enable_if<(! std::is_void<_Tp>::value), Ret>::type Test<Ret(Args ...)>::Ret’
./test.cpp:6:11: error:  shadows template parm ‘class Ret’
./test.cpp:11:24: error: ISO C++ forbids declaration of ‘operator()’ with no type [-fpermissive]
./test.cpp:18:2: error: expected ‘;’ at end of member declaration
./test.cpp:18:2: error: declaration of ‘typename std::enable_if<std::is_void<_Tp>::value, Ret>::type Test<Ret(Args ...)>::Ret’
./test.cpp:6:11: error:  shadows template parm ‘class Ret’
./test.cpp:18:24: error: ISO C++ forbids declaration of ‘operator()’ with no type [-fpermissive]
./test.cpp:18:6: error: ‘int Test<Ret(Args ...)>::operator()(Args ...)’ cannot be overloaded
./test.cpp:11:6: error: with ‘int Test<Ret(Args ...)>::operator()(Args ...)’
./test.cpp: In member function ‘int Test<Ret(Args ...)>::operator()(Args ...)’:
./test.cpp:22:2: warning: no return statement in function returning non-void [-Wreturn-type]
./test.cpp: In instantiation of ‘int Test<Ret(Args ...)>::operator()(Args ...) [with Ret = void; Args = {char}]’:
./test.cpp:28:10:   required from here
./test.cpp:13:7: error: variable or field ‘returnVal’ declared void
./test.cpp: In member function ‘int Test<Ret(Args ...)>::operator()(Args ...) [with Ret = void; Args = {char}]’:
./test.cpp:15:2: warning: control reaches end of non-void function [-Wreturn-type]

如果我只是愚蠢，我很抱歉，答案是显而易见的。我对模板相当陌生，在任何其他话题/问题中都找不到合适的答案。

Answer 1

从您的描述中，有几件事不是很清楚，所以我将从最笼统的答案开始。

假设模板有其他功能必须保持相同的行为，而您只想重新定义该特定功能的行为，最简单的答案是将模板一分为二，并使用继承来合并它们.此时，您可以在基本模板上使用部分模板特化:

template <typename T, typename... Args>
struct tmpl_base {
   T operator()( Args... args ) {
       //generic
   }
};
template <typename... Args>
struct tmpl_base<void,Args...> {
   void operator()( Args... args ) {
   }
};

template <typename Ret, typename... Args>
class Test<Ret (Args...)> : tmp_base<Ret,Args...> {
   // do not declare/define operator(), maybe bring the definition into scope:
   using tmp_base<Ret,Args...>::operator();

   // Rest of the class

如果这是您模板中的唯一函数，那么偏特化是一个更简单的解决方案，不需要滥用继承。