如何在这个特定的函数声明中正确使用 enable_if？答案

【问题标题】：How do I correctly use enable_if in this specific function declaration?如何在这个特定的函数声明中正确使用 enable_if？
【发布时间】：2017-04-26 06:22:49
【问题描述】：

我有一个类定义为：

template <typename V, typename E>
class AdjacencyList;

其中V和E分别是顶点和边值的类型。

我目前正在尝试在AdjacencyList 中定义以下成员函数：

std::map< std::shared_ptr< Vertex<V, E> >, E > dijkstra(
    const std::shared_ptr< Vertex<V, E> > &start_vertex) const;

对于熟悉 Dijkstra 算法的人来说，只有当E 是可加且非负类型时才能正确实现。因此，如果E 是无符号整数类型，如何正确使用enable_if 构造来启用此功能？

我目前在这里看到两个令我不舒服的并发症：

返回类型和参数都与E有关。
E 本身不用作类型，而是用于其他类型模板中。

因为我对enable_if 结构比较陌生，所以我会更愿意接受有关该问题的一些指导，因为这是一个相对不平凡的案例。

【问题讨论】：

标签： c++ sfinae enable-if

【解决方案1】：

这实际上不是你想要做的。

std::enable_if 的重点是导致模板替换失败。您想要替换失败的原因是因为它不是失败，您可以选择不同的重载。但是，这里没有意义，因为您不是在尝试选择不同的重载，而只是在尝试使其失败。

所以，你应该这样做：

std::map< std::shared_ptr< Vertex<V, E> >, E > dijkstra(
    const std::shared_ptr< Vertex<V, E> > &start_vertex) const {
    static_assert(
        std::is_unsigned<E>::value,
        "E must be unsigned.");
}

如果您尝试使用错误类型的参数调用此函数，您会收到一个很好的编译时错误，告诉您 E 必须是可加的且非负数。如果你改用enable_if，你会得到一个错误，即没有一个重载是有效的，这是一个信息量较少的错误。

不过，这可能是一个糟糕的设计。通常，如果遇到负值，您只会抛出异常。选择强制输入为正也是不完整的，因为如果遇到溢出，算法也会失败。

（如果你真的想做enable_if，即使这是个坏主意，你也可以......）

std::enable_if<std::is_unsigned<E>,
               std::map<std::shared_ptr<Vertex<V, E>>, E>::type dijkstra...

如果你真的想这样编程

C++ 对于这种类型的编程来说是错误的语言，并且锤击 C++ 直到它以这种方式工作会导致一些非常奇怪的 C++ 代码。听起来您确实想在 Agda 中编写代码。

【讨论】：

谢谢。这有助于我更好地理解 SFINAE 和 SFIAAE。这个问题让我发现自己正试图继承 Swift 和 Rust 等语言中的特征系统。我相信 C++ 会从这样的事情中受益匪浅，尽管实现它的时间已经过去了。
@JaredPayne：static_assert 基本上等同于 Rust 或 Swift 约束。

【解决方案2】：

enable_if 如果您想编写多个具有调整类型要求的重载，则很有帮助。在您的情况下，您没有任何重载，只想强制执行一些类型限制。因此，您可以只使用static_assert 来检查它们并为用户提供有意义的诊断消息，而不是通常的模板实例化失败混乱。像这样的：

<type_traits>
<utility>

...

static_assert(::std::is_unsigned< E >::value, "edge value type must be unsigned integral type");
static_assert(::std::is_same< E, decltype(::std::declval< E >() + ::std::declval< E >()) >, "edge value type must be addable");

【讨论】：

【解决方案3】：

仅当 E 是无符号整数类型时才启用此功能

我收到您的评论/请求，并直接使用<type_traits>提供的工具。
如果您想使用std::enable_if，可能以下方法对您来说几乎没问题：

std::enable_if_t<std::is_integral<E>::value and std::is_unsigned<E>::value, std::map< std::shared_ptr< Vertex<V, E> >, E >> dijkstra( const std::shared_ptr< Vertex<V, E> > &start_vertex) const;

无论如何，SFINAE（S替换F失败Is Not An Error) 当你有多个选项时才有意义，否则你正在做一些我们可以称之为 Ssubstitution Failure 我s A总是An E错误。在这些情况下，static_assert 更合适：

static_assert(std::is_integral<E>::value and std::is_unsigned<E>::value, "!");

把它作为你函数的第一行。带有静态断言的错误消息通常也更加用户友好。

【讨论】：