如何模拟模板别名的推导指南？

Question

考虑以下几点：

template <typename T, std::size_t N>
struct my_array
{
    T values[N];
};

我们可以为my_array提供推演指南，比如

template <typename ... Ts>
my_array (Ts ...) -> my_array<std::common_type_t<Ts...>, sizeof...(Ts)>;

现在，假设my_array<T, 2> 有一些非常特殊的含义（但只是含义，接口和实现保持不变），所以我们想给它一个更合适的名称：

template <typename T>
using special = my_array<T, 2>;

It turns out 推导指南根本不适用于模板别名，即这会产生编译错误：

float x, y;

my_array a { x, y }; // works
special b { x, y }; // doesn't

我们仍然可以说special<float> b 并感到高兴。但是，假设 T 是一些冗长乏味的类型名称，例如std::vector<std::pair<int, std::string>>::const_iterator。在这种情况下，在这里进行模板参数推导将非常方便。所以，我的问题是：如果我们真的希望 special 是一个等于（在某种意义上）my_array<T, 2> 的类型，并且我们真的希望演绎指南（或类似的东西）能够工作，如何有人能克服这个限制吗？

对于一个有点含糊的问题，我提前道歉。

---

我提出了几个解决方案，但都有严重的缺点。

1) 将special 设为具有相同接口的单独无关类，即

template <typename T>
struct special
{
    T values[2];
};

template <typename T>
special (T, T) -> special<T>;

这种重复看起来很尴尬。此外，而不是编写像

这样的函数

void foo (my_array<T, N>);

我不得不复制它们

void foo (my_array<T, N>);
void foo (special<T>);

或去做

template <typename Array>
void foo (Array);

并且依赖这些类的接口是相同的。我一般不喜欢这种代码（接受任何东西并完全依赖鸭子打字）。它可以通过一些 SFINAE/概念来改进，但这仍然感觉很尴尬。

2) 将special 设为函数，即

template <typename T>
auto special (T x, T y)
{
    return my_array { x, y };
}

这里没有类型重复，但现在我不能声明special类型的变量，因为它是一个函数，而不是一个类型。

3) 保留 special 模板别名，但提供类似 C++17 之前的 make_special 函数：

template <typename T>
auto make_special (T x, T y)
{
    return my_array { x, y };
    // or return special<T> { x, y };
}

它在某种程度上有效。尽管如此，这不是一个演绎指南，并且将使用演绎指南的类与 make_XXX 函数混合在一起听起来令人困惑。

4) 按照@NathanOliver 的建议，使special 继承自my_array：

template <typename T>
struct special : my_array<T, 2>
{};

这使我们能够为special 提供单独的推演指南，并且不涉及代码重复。但是，编写类似的函数可能是合理的

void foo (special<int>);

不幸的是，它无法接受my_array<2>。它可以通过提供从my_array<2> 到special 的转换运算符来解决，但这意味着我们在它们之间进行循环转换，这（以我的经验）是一场噩梦。同样special在使用列表初始化时需要extra curly braces。

---

还有其他方法可以模拟类似的东西吗？

Answer 1

简单的答案是等到 C++20。到那时，类模板推导很可能会学习如何查看别名模板（以及聚合和继承的构造函数，请参阅P1021）。

---

除此之外，（1）绝对是一个糟糕的选择。但是在 (2)、(3) 和 (4) 之间进行选择很大程度上取决于您的用例。请注意，对于（4），推导指南也不会在 P1021 之前被继承，因此如果您走继承路线，则需要复制基类的推导指南。

但您还错过了第五个选项。无聊的：

special<float> b { x, y }; // works fine, even in C++11

有时候，这样就够了？