C++ 模板部分特化 - 最特化的是 unique_ptr<t>

Question

我正在尝试创建部分专业化的模板，如果通过 std::unique_ptr 会进一步专业化

template <typename T, typename = void>
struct Foo;

// A
template <typename T>
struct Foo<std::unique_ptr<T>, typename std::enable_if<std::is_class<T>::value>::type> {...};

// B
template <typename T>
struct Foo<T, typename std::enable_if<std::is_class<T>::value>::type> {...};

void fn() {
    Foo<std::unique_ptr<T>> foo;
}

我的理解是 A 比 B 更专业，应该是使用的那个。但至少在 MSVC 2015 中我得到了错误：

error C2752: 'Foo<FieldT,void>': more than one partial specialization matches the template argument list

这里有什么我遗漏的吗？

Answer 1

问题：调用foo<std::unique_ptr<int>>应该使用哪个专业化？

注意 int 不是一个类，所以 std::is_class<T>::value 的值为 false 并且 A 的版本不匹配。

如果您希望在第一个模板参数是std::unique_ptr 时使用A 版本，您可以将A 版本写为

template <typename T>
struct foo<std::unique_ptr<T>, 
           typename std::enable_if<std::is_class<
              std::unique_ptr<T>>::value>::type>
 { static int const value = 1; };

或者你可以写foo如下

template <typename T,
          typename = typename std::enable_if<std::is_class<T>::value>::type> 
struct foo;

template <typename T>
struct foo<std::unique_ptr<T>>
 { static int const value = 1; };

template <typename T>
struct foo<T>
 { static int const value = 2; };

所以A 成为比B 更专业的版本，您的代码可以编译。否则，您的 A 版本实际上是比 B 更专业的版本，但编译器无法识别它。

用

观察

template <typename T>
struct foo<std::unique_ptr<T>, 
           typename std::enable_if<std::is_class<
              std::unique_ptr<T>>::value>::type>
 { static int const value = 1; };

代码编译，std::is_class<std::unique_prt<T>>::value永远为真；但是如果你写

template <typename T>
struct foo<std::unique_ptr<T>, 
           typename std::enable_if<true>::type>
 { static int const value = 1; };

（实际上是等价的）代码无法编译

-- 编辑--

如果您想要 foo<std::unique_ptr<int> 匹配大小写 B，您可以（通过示例）如下创建类型特征

struct foo<T>
 { static int const value = 2; };

template <typename T>
struct proValue
   : std::integral_constant<int, 2>
 { };

template <typename T>
struct proValue<std::unique_ptr<T>>
   : std::integral_constant<int, std::is_class<T>::value ? 1 : 2>
 { };

并定义foo如下

template <typename T, int = proValue<T>::value>
struct foo;

template <typename T>
struct foo<std::unique_ptr<T>, 1>
 { static int const value = 1; };

template <typename T>
struct foo<T, 2>
 { static int const value = 2; };

以下是完整的可编译示例

#include <memory>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <type_traits>

class Test
 { };

template <typename T,
          typename = typename std::enable_if<std::is_class<T>::value>::type> 
struct foo;

template <typename T>
struct foo<std::unique_ptr<T>>
 { static int const value = 1; };

template <typename T>
struct foo<T>
 { static int const value = 2; };

template <typename T>
struct proValue
   : std::integral_constant<int, 2>
 { };

template <typename T>
struct proValue<std::unique_ptr<T>>
   : std::integral_constant<int, std::is_class<T>::value ? 1 : 2>
 { };

template <typename T, int = proValue<T>::value>
struct bar;

template <typename T>
struct bar<std::unique_ptr<T>, 1>
 { static int const value = 1; };

template <typename T>
struct bar<T, 2>
 { static int const value = 2; };

int main ()
 {
   std::cout << foo<std::vector<int>>::value << '\n';      // print 2
   std::cout << foo<std::unique_ptr<int>>::value << '\n';  // print 1
   std::cout << foo<std::unique_ptr<Test>>::value << '\n'; // print 1

   std::cout << bar<std::vector<int>>::value << '\n';      // print 2
   std::cout << bar<std::unique_ptr<int>>::value << '\n';  // print 2
   std::cout << bar<std::unique_ptr<Test>>::value << '\n'; // print 1
 }

Answer 2

我设置了一个小例子来更好地重现错误。

#include <iostream>
#include <memory>
#include <type_traits>

template < typename T, typename = void >
struct foo;

template < typename T >
struct foo < std::unique_ptr<T>,
             typename std::enable_if<std::is_class<T>::value>::type >
{
  static int const value = 1;
};

template < typename T >
struct foo < T,
             typename std::enable_if<std::is_class<T>::value>::type >
{
  static int const value = 2;
};

class Test;

int main()
{
  std::cout << foo< std::unique_ptr<Test> >::value << '\n';
}

我认为 Clang 的错误非常明确

test.cpp:26:16: error: ambiguous partial specializations of
      'foo<std::unique_ptr<Test, std::default_delete<Test> >, void>'
  std::cout << foo< std::unique_ptr<Test> >::value << '\n';
               ^
test.cpp:9:8: note: partial specialization matches [with T = Test]
struct foo < std::unique_ptr<T>,
       ^
test.cpp:16:8: note: partial specialization matches [with T = std::unique_ptr<Test,
      std::default_delete<Test> >]
struct foo < T,
       ^
1 error generated.

编译器应该如何知道您想通过第一个特化推导出 T = Test 而不是 T = std::unique_ptr<Test>？此外，在这两种情况下，T 都是一个使std::enable_if 毫无意义的类。

Answer 3

除了 Henri 在他的回答中所说的之外，您可以（在有限的意义上）通过编写一个近乎微不足道的 is_unique_ptr trait 来解决这个问题。

Live demo here.

我省略了代码，因为它存在根本缺陷。

---

您可以看到对于非平凡的std::unique_ptr，这已经失败了，但这可以通过扩展is_unique_ptr 特征来解决。请注意，实现非常允许根据需要添加额外（默认）模板参数，因此这永远不会是无懈可击的。

更合适的解决方案还包括修改您的 foo 模板特化：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <type_traits>

template<typename T>
struct is_unique_ptr : std::false_type {};

template<typename... UniquePtrArgs>
struct is_unique_ptr<std::unique_ptr<UniquePtrArgs...>> : std::true_type {};

template<typename T, typename = void>
struct foo;

template<typename... UniquePtrArgs>
struct foo<std::unique_ptr<UniquePtrArgs...>>
{
  static int const value = 1;
};

template<typename T>
struct foo<T, typename std::enable_if<!is_unique_ptr<T>::value && std::is_class<T>::value>::type>
{
  static int const value = 2;
};

class Test;

void f(Test*);

int main()
{
  std::cout << foo<std::unique_ptr<Test>>::value << '\n';
  std::cout << foo<Test>::value << '\n';
  std::cout << foo<std::unique_ptr<Test, decltype(&f)>>::value << '\n';
}

Live demo here.

与其专攻std::unique_ptr，不如专攻具有std::unique_ptr的特定属性的类型，您正在利用该专长，因此您不会被绑定到特定类型，而是特定属性。