c++ - 如何使用 SFINAE 禁用方法重载集？

Question

我正在编写一个具有两个参数的模板类。此类还包含一个具有两个重载的方法，它接受一个类模板参数指定类型的值，并返回另一个模板参数指定类型的值，如下所示:

// Type1 and Type2 are class template arguments
Type2 overloadedMethod(Type1);
Type1 overloadedMethod(Type2);

当模板参数不同时，这显然有效，但当它们相同时就会出现问题，因为这会导致两个重载具有相同的签名。因此，如果参数相同，我只想禁止使用这两个重载，以便代码可以编译。

到目前为止，我已经尝试使用 SFINAE 和 std::enable_if 解决这个问题，但没有取得太大成功。我当前的实现如下所示:

template <typename Type1, typename Type2>
class OverloadDisablingClass
{
  public:
    template <typename MethodType1 = Type1, typename MethodType2 = Type2,
              std::enable_if_t<!std::is_same<MethodType1, MethodType2>::value, bool> = true>
    Type2 overloadedMethod(Type1);
    template <typename MethodType1 = Type1, typename MethodType2 = Type2,
              std::enable_if_t<!std::is_same<MethodType1, MethodType2>::value, bool> = true>
    Type1 overloadedMethod(Type2);
};

我尝试这样使用它:

// attempt to disable set of overloaded methods:
OverloadDisablingClass<int, std::string> overloadClassWithFullApi;
overloadClassWithFullApi.overloadedMethod(1);
overloadClassWithFullApi.overloadedMethod("one");
OverloadDisablingClass<std::string, std::string> overloadClassWithPartialApi;
// above line doesn't compile, overloads with same signature

不幸的是，当我尝试编译该程序时，gcc 失败并在我使用相同模板参数创建我的类的实例的行出现以下错误:

error: 'template<class MethodType1, class MethodType2, typename std::enable_if<(! std::is_same<MethodType1, MethodType2>::value), bool>::type <anonymous> > Type1 OverloadDisablingClass<Type1, Type2>::overloadedMethod(Type2) [with MethodType1 = MethodType1; MethodType2 = MethodType2; typename std::enable_if<(! std::is_same<MethodType1, MethodType2>::value), bool>::type <anonymous> = <enumerator>; Type1 = std::__cxx11::basic_string<char>; Type2 = std::__cxx11::basic_string<char>]' cannot be overloaded
 Type1 OverloadDisablingClass<Type1, Type2>::overloadedMethod(Type2)
       ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
error: with 'template<class MethodType1, class MethodType2, typename std::enable_if<(! std::is_same<MethodType1, MethodType2>::value), bool>::type <anonymous> > Type2 OverloadDisablingClass<Type1, Type2>::overloadedMethod(Type1) [with MethodType1 = MethodType1; MethodType2 = MethodType2; typename std::enable_if<(! std::is_same<MethodType1, MethodType2>::value), bool>::type <anonymous> = <enumerator>; Type1 = std::__cxx11::basic_string<char>; Type2 = std::__cxx11::basic_string<char>]'
 Type2 OverloadDisablingClass<Type1, Type2>::overloadedMethod(Type1)
       ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

除非我弄错了，否则这两个重载都会由编译器求值，尽管我试图禁用它们，而且自然而然地，编译会失败，因为它们都被求值为相同的签名。

起初，我认为可能用于禁用这些方法的技术存在某种缺陷，因为我在使用 SFINAE 方面还没有那么丰富的经验，所以我尝试了一个更简单的示例，其中我有一个类我根据类的单个模板参数禁用的非重载方法。然而，我能够成功编译生成的代码，如果满足条件，该方法将真正被禁用。

用于测试行为的示例的完整源代码:

// main.cpp

#include "methoddisablingclass.hpp"
#include "overloaddisablingclass.hpp"

#include <string>

int main()
{
    // attempt to disable set of overloaded methods:
    OverloadDisablingClass<int, std::string> overloadClassWithFullApi;
    overloadClassWithFullApi.overloadedMethod(1);
    overloadClassWithFullApi.overloadedMethod("one");
    OverloadDisablingClass<std::string, std::string> overloadClassWithPartialApi;
    // above line doesn't compile, overloads with same signature

    // simpler attempt to test the SFINAE, disables a single method, works as expected
    MethodDisablingClass<std::string> simpleClassWithFullApi;
    simpleClassWithFullApi.alwaysSuitableMethod();
    simpleClassWithFullApi.sometimesUnsuitableMethod();
    MethodDisablingClass<int> simpleClassWithPartialApi;
    simpleClassWithPartialApi.alwaysSuitableMethod();
    // simpleClassWithPartialApi.sometimesUnsuitableMethod(); // <- fails to compile, as is intended

    return 0;
}

// methoddisablingclass.hpp

#ifndef METHODDISABLINGCLASS_HPP
#define METHODDISABLINGCLASS_HPP

#include <iostream>
#include <type_traits>

template <typename Type>
class MethodDisablingClass
{
  public:
    template <typename MethodType = Type, std::enable_if_t<!std::is_integral<MethodType>::value, bool> = true>
    void sometimesUnsuitableMethod();
    void alwaysSuitableMethod();
};

template <typename Type>
template <typename MethodType, std::enable_if_t<!std::is_integral<MethodType>::value, bool>>
void MethodDisablingClass<Type>::sometimesUnsuitableMethod()
{
    std::cout << __func__ << "\n";
}

template <typename Type>
void MethodDisablingClass<Type>::alwaysSuitableMethod()
{
    std::cout << __func__ << "\n";
}

#endif  // METHODDISABLINGCLASS_HPP

// overloaddisablingclass.hpp

#ifndef OVERLOADDISABLINGCLASS_HPP
#define OVERLOADDISABLINGCLASS_HPP

#include <iostream>
#include <type_traits>

template <typename Type1, typename Type2>
class OverloadDisablingClass
{
  public:
    template <typename MethodType1 = Type1, typename MethodType2 = Type2,
              std::enable_if_t<!std::is_same<MethodType1, MethodType2>::value, bool> = true>
    Type2 overloadedMethod(Type1);
    template <typename MethodType1 = Type1, typename MethodType2 = Type2,
              std::enable_if_t<!std::is_same<MethodType1, MethodType2>::value, bool> = true>
    Type1 overloadedMethod(Type2);
};

template <typename Type1, typename Type2>
template <typename MethodType1, typename MethodType2, std::enable_if_t<!std::is_same<MethodType1, MethodType2>::value, bool>>
Type2 OverloadDisablingClass<Type1, Type2>::overloadedMethod(Type1)
{
    std::cout << __func__ << " for Type1\n";
    return Type2();
}

template <typename Type1, typename Type2>
template <typename MethodType1, typename MethodType2, std::enable_if_t<!std::is_same<MethodType1, MethodType2>::value, bool>>
Type1 OverloadDisablingClass<Type1, Type2>::overloadedMethod(Type2)
{
    std::cout << __func__ << " for Type2\n";
    return Type1();
}

#endif  // OVERLOADDISABLINGCLASS_HPP

因此，我想就此问题寻求帮助。具体来说，我想知道为什么我当前的代码不起作用，以及如何使用 SFINAE 来禁用模板化类中的一组重载方法，具体取决于此类的模板参数。

我需要一个 C++14 兼容的解决方案，但是如果依赖于 C++17(或 C++20？:-) 的解决方案有可能改进，无论如何，我对它们很感兴趣

请注意，在使用 SFINAE 未能做到这一点之后，我开始考虑使用普通的旧模板特化，并使用继承来避免代码重复(我想使用它的实际类比示例中的一个)。但是这个问题引起了我的兴趣，所以无论我最终使用哪种方法，我都想知道解决方案。

Answer 1

我认为您的重载的问题在于它们根本不依赖于模板参数。无论替换如何，任何不依赖于模板参数的内容都必须有效 - 即使在稍后阶段它被拒绝并且无法使用。

(注意，我指的是方法的模板参数(MethodType1和MethodType2)，不是捕获的模板类型Type1和Type2)

使签名依赖于方法的模板参数的快速修复似乎对我有用:

#include <type_traits>
#include <string>

template <typename Type1, typename Type2>
class OverloadDisablingClass
{
  public:
    template <typename MethodType1 = Type1, typename MethodType2 = Type2, std::enable_if_t<!std::is_same<MethodType1, MethodType2>::value, bool> = true>
    MethodType2 overloadedMethod(Type1) {}
    template <typename MethodType1 = Type1, typename MethodType2 = Type2, std::enable_if_t<!std::is_same<MethodType1, MethodType2>::value, bool> = true>
    MethodType1 overloadedMethod(Type2) {}
};

int main() {
    OverloadDisablingClass<int, std::string> overloadClassWithFullApi;
    overloadClassWithFullApi.overloadedMethod(1);
    overloadClassWithFullApi.overloadedMethod("one");
    OverloadDisablingClass<std::string, std::string> overloadClassWithPartialApi;
    return 0;
}