c++ - 有人可以向我解释以下模板代码吗？

Question

我是模板编程的新手，我打算使用此处的解决方案来确保所使用的类型定义了运算符。但我想了解这段代码。我查阅了 cppreference 的信息，但我对它的工作原理更加困惑。

How to check whether operator== exists?

不幸的是，它对我来说非常神秘，我想会询问代码中某些内容的含义和原因。

namespace CHECK
{
    struct No {};
    template <typename T, typename Arg>
    No operator==(const T&, const Arg&);

    /* Why are there two definitions of structures? Is this needed at all? Is
     * there a simpler version of this whole code snippet?
     */
    template <typename T, typename Arg = T>
    struct EqualExists {
        /* Why does this have to be a enum? What effect does this have? */
        enum {
            /* What happens if == sign is not defined for T? What would the
             * below comparison return when true/false? (The comparison *(T*)(0) == *(Arg*)(0))
             *
             * What is the need for No here? Why is it needed and how will
             * comparing it with the return type of == comparison be true ever?
             * How can the return type of == comparison and No structure be the same?
             */
            value = !std::is_same<decltype(*(T*)(0) == *(Arg*)(0)), No>::value
        };
    };
}

有人可以将此链接到原始问题吗？希望这也能帮助新接触 cpp 的人理解这一点。

Answer 1

解释

让我们一步步分解:

• (T*)(0) : 假装有一个 T 类型的对象在地址 0；这个子表达式的类型是一个指针
• *(T*)(0) : 假装有一个 T 类型的对象在地址 0；这个子表达式的类型是一个引用，因为前面的星号取消了对指针的引用。它看起来有点像空指针取消引用，但稍后会详细介绍。
• *(Arg*)(0) : 假装有一个 Arg 类型的对象在地址 0；与 T 相同的模式
• *(T*)(0) == *(Arg*)(0) : 这相当于调用 operator==<T, Arg>( *(T*)(0), *(Arg*)(0) )使用 letting the compiler figure out where the operator is defined 的额外便利.
  • 如果用户定义operator==不存在，那么CHECK namespace 运算符将被匹配。这是一个“包罗万象”的模板。
• decltype(*(T*)(0) == *(Arg*)(0)) : decltype说"don't execute the subexpression in the parentheses; just give me its type" .在这种情况下，类型是 operator== 的返回类型称呼。
  • 没有实际发生比较操作，也没有任何对内存的取消引用。
• std::is_same<decltype(*(T*)(0) == *(Arg*)(0)), No>::value : std::is_same 的 value是true如果类型相同，或 false否则。
  • ::value是一个静态的constexpr bool
  • 两个类型参数是decltype(...)和结构CHECK::No .
  • 真实世界 operator==通常返回 bool 值。有时它可能会返回用户定义的类型。不太可能有人会写下他们的习惯 operator==返回 CHECK::No ，并且此代码依赖于该假设。
• enum { value = !std::is_same<...>::value } : 枚举始终是编译时常量，适用于较旧的 C++ 编译器和规范(如 C++03，其中 constexpr 不存在)，与 constexpr 兼容，并且不需要存储。
  • static constexpr bool value = !std::is_same<...>::value;本来是等价的。

示例代码的问题:

• 技术上取消引用空指针是非法的； std::declval 是一个安全的选择。
• 技术上有人可以写 CHECK::No operator==(const Foo&, const Bar&) ，这会让检查误认为运算符未定义。
• operator==在 CHECK 命名空间中可能会隐藏全局定义的 operator== 定义，从而导致漏报。

替代实现

要解决上述问题并“简化”，一种方法是使用 SFINAE .虽然“更简单”在这里是主观的。

[编辑] 工作版本链接:http://coliru.stacked-crooked.com/a/e9cc48729d53b6c6 , 并更新了下面的代码

    template <typename T, typename Arg = T>
    class EqualExists {
        template <class U = T, class V = Arg, bool Exists = !!sizeof(std::declval<U>() == std::declval<V>())>
        static std::true_type Func(const T&, const Arg&);

        template <class U, class V>
        static std::false_type Func(const U&, const V&);

    public:
        static constexpr bool value = decltype(Func(std::declval<T>(), std::declval<Arg>()))::value;
    };

[edit] 我的原始答案有一个错误:在 Exists 计算中没有使用模板参数 U 和 V，并且在 gcc 上编译失败。 (出于某种原因在 msvc 上工作)

        template <class U, class V, bool Exists = !!sizeof(std::declval<T>() == std::declval<Arg>())>
        static std::true_type Func(const T&, const Arg&);