如何检查是不是可以从给定类型构造模板类型

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何检查是不是可以从给定类型构造模板类型

【英文标题】：How to Check if a Template Type can be Constructed from a Given Type如何检查是否可以从给定类型构造模板类型

【发布时间】：2020-01-24 00:02:21

【问题描述】：

如果模板参数是std::string 的任何类型，我正在尝试使用std::enable_if_t 来启用一个类（显示如何使用来自多个库的通用字符串的答案的奖励积分）。

我不想做“如果Text 是const char*、std::string、std::string_view 等”。本质上，我不想具体提及每一个可能的类似字符串的对象。我对这个对象要做的就是将它打印到控制台，Text 对象将被存储为类属性。

有没有比考虑每种类型更优雅的方法？

【问题讨论】：

如果成员是printable（无论这意味着什么），您是否希望能够在您的班级中拥有一个函数print？这也包括ints 和其他原始类型，但为了打印到控制台，ints 在我看来非常像字符串

@StefanGroth 如果您查看 ALX23z 对另一个答案的第一条评论，我准确地定义了我所说的可打印 :)

【参考方案1】：

您可以为此使用is_detected。我们正在尝试检查给定的类型是否可以使用operator<< 的std::couts 重载之一进行打印，或者该类型本身是否提供了operator<< 用于打印到std::cout。有关我如何实现此功能的更一般说明，请查看 https://www.fluentcpp.com/2017/06/02/write-template-metaprogramming-expressively/

首先，我们为 std::cout 本身的重载定义一个合适的is_detected：

// check std::cout.operator<<(T )
template<typename = void, typename Arg = void> struct test_operator_of_cout : std::false_type ;

template<typename Arg>
struct test_operator_of_cout<std::void_t<decltype(std::cout.operator<<(std::declval<Arg>()))>, Arg>
    : std::true_type ;

template<typename Arg>
constexpr bool test_operator_of_cout_v = test_operator_of_cout<void, Arg>::value;

还有一个用于operator<<(ostream&, T ) 的所有重载。我在上面发布的链接对此进行了概括，以减少代码冗余。

// check operator<<(std::cout, T )
template<typename = void, typename Arg = void> struct test_operator_of_struct : std::false_type ;

template<typename Arg>
struct test_operator_of_struct<std::void_t<decltype(operator<<(std::cout, std::declval<Arg>()))>, Arg>
    : std::true_type ;

template<typename Arg>
constexpr bool test_operator_of_struct_v = test_operator_of_struct<void, Arg>::value;

我们现在可以使用这些类型特征通过 enable_if 来实现打印功能：

template<typename T> struct MyClass 

    T t;

    template<
        typename Consider = T,
        typename = std::enable_if_t<
            ( test_operator_of_cout_v<Consider> || test_operator_of_struct_v<Consider>) 
            && !std::is_arithmetic_v<Consider>
        >
    > void print() 
        std::cout << t;
    

;

这里有两点需要注意：

您需要Consider = T 的第一个模板参数。否则，编译器将尝试实例化函数的声明，对于不满足条件的类型，该声明是错误的。查看此 SO-Answer 以获得更深入的解释：std::enable_if to conditionally compile a member function 由于!std::is_arithmetic，算术类型不可打印。我个人不会包含此内容，因为我看不出为什么我的课程不应该允许完全可打印的类型可打印。

现在我们可以看看什么是可打印的，什么是不可打印的：

struct NotPrintable ;

struct Printable 
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Printable& p) 
         return os;
    
;

auto foo() 

    MyClass<const char *> chars;
    chars.print(); //compiles

    MyClass<std::string> strings;
    strings.print(); //compiles

    MyClass<std::string_view> string_views;
    string_views.print(); //compiles

    MyClass<Printable> printables;
    printables.print(); // compiles

    // MyClass<int> ints;
    // ints.print(); // Does not compile due to !is_arithmetiv_v

    // MyClass<NotPrintable> not_printable;
    // not_printable.print(); //Does not compile due to operator checking

您可以在此处查看完整示例：https://godbolt.org/z/ZC9__e

【参考方案2】：

查看 type_traits 库：

https://en.cppreference.com/w/cpp/header/type_traits

您可能对is_constructible、is_convertible 或is_assignable 感兴趣，具体取决于您要使用的具体方法。

例如is_constructible<T, Args...> 测试是否有构造函数T::T(Args...)。

is_convertible<From, To> 测试To 是否可以转换为From：例如，以下代码编译From Y = (From)X;，其中X 是To

【讨论】：

我确实调查了这个，有趣的是，在我发布问题后发现了这些。尽管如此，我认为std::string_view 是这些问题的根源。有没有办法处理一般的“可打印”类型（即不是数字但可以打印到std::cout的类型）？

@DrakeJohnson 我相当肯定std::string_view 可以转换为std::string，不是吗？

它显示is_convertible 从string_view 到string 为假。但是，看看 STL 在 <string> 标头中是如何做到的，他们定义了一个模板 typedef（_StringViewIsh 类型）using _Is_string_view_ish = enable_if_t<conjunction_v<is_convertiable<const _StringViewIsh&, basic_string_view<_Elem, _Traits>>, negation<is_convertable<const _StringViewIsh&, const _Elem*>>>>; 问题是这有点难以理解。

@DrakeJohnson 你可以做另一件事 - std::string 可转换为 std::string_view。因此，您可以轻松编写将任何内容转换为 std::string_view 并打印它的函数 - 或者只是尝试打印它而不尝试转换（至少对 const char* 进行专门化）。