c++ - sfinae 上下文中的模板变量

Question

请考虑第一段代码，其中使用基本的 SFINAE 触发器来区分类型是否为随机访问迭代器:

template <typename T, typename = void>
struct is_random_access_iterator : public std::false_type {};

template <typename T>
struct is_random_access_iterator<T, 
    std::enable_if_t<
        std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>
    >>
    : public std::true_type {};

template <typename T>
constexpr bool is_random_access_iterator_v = is_random_access_iterator<T>::value;

此代码按预期编译和工作。现在，考虑第二个片段，我在其中用一个模板变量替换了 enable_if 条件，根本没有改变它的定义:

template <typename T>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = 
    std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

template <typename T, typename = void>
struct is_random_access_iterator : public std::false_type {};

template <typename T>
struct is_random_access_iterator<T, 
    std::enable_if_t<
        //std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>
        has_random_access_iterator_tag<T>
    >>
    : public std::true_type {};

template <typename T>
constexpr bool is_random_access_iterator_v = is_random_access_iterator<T>::value;

SFINAE 不再工作，编译器(使用 gcc 8 和 clang 7 测试)提示 std::iterator_traits 不存在，每当我提供它不是专门用于的类型时。

这是一个工作示例:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <type_traits>

template <typename T>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = 
    std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

template <typename T, typename = void>
struct is_random_access_iterator : public std::false_type {};

template <typename T>
struct is_random_access_iterator<T, 
    std::enable_if_t<
        //std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>
        has_random_access_iterator_tag<T>
    >>
    : public std::true_type {};

template <typename T>
constexpr bool is_random_access_iterator_v = is_random_access_iterator<T>::value;

int main() {
    std::cout   << std::boolalpha << "Is random access iterator:\n"
                << "- int:   " << is_random_access_iterator_v<int> << '\n'
                << "- int*:  " << is_random_access_iterator_v<int*> << '\n'
                << "- v::it: " << is_random_access_iterator_v<std::vector<int>::iterator> << '\n';
}

输出:

prog.cc:8:54: error: no type named 'iterator_category' in 'std::__1::iterator_traits' std::is_same_v::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>; ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~

prog.cc:17:9: note: in instantiation of variable template specialization 'has_random_access_iterator_tag' requested here has_random_access_iterator_tag ^

prog.cc:22:46: note: during template argument deduction for class template partial specialization 'is_random_access_iterator > >' [with T = int] constexpr bool is_random_access_iterator_v = is_random_access_iterator::value; ^

prog.cc:22:46: note: in instantiation of template class 'is_random_access_iterator' requested here prog.cc:26:35: note: in instantiation of variable template specialization 'is_random_access_iterator_v' requested here << "- int: " << is_random_access_iterator_v << '\n' ^ 1 error generated.

谁能解释一下为什么？我对此感到沮丧，因为使用模板常量使模板编程更紧凑和可读性感觉非常自然。

Answer 1

这里的问题是

template <typename T>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = 
    std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

移动

std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>

脱离 SFINAE 上下文并将其放入刚刚编译的代码中。当在重载解析期间用推导类型替换模板参数失败时，SFINAE 将启动。由于

template <typename T>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = 
    std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

只有T作为模板参数，当您尝试实例化 has_random_access_iterator_tag<T> 时不会失败.既然没有失败那么

std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

被编译并且如果T对该表达式无效，然后你会得到一个错误。

如果您将表达式移回模板参数，那么当编译器推断出 T 时它会用它来推断

std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>;

如果失败，那么它不会是一个错误，因为它发生在模板参数的推导过程中。所以如果我们有

template <typename T, bool Val = std::is_same_v<typename std::iterator_traits<T>::iterator_category, std::random_access_iterator_tag>>
constexpr bool has_random_access_iterator_tag = Val;

那么如果std::iterator_traits<T>::iterator_category无效整个模板被认为无效并被忽略。