如何使用模板函数进行隐式转换答案

【问题标题】：How to use template function for implicit conversion如何使用模板函数进行隐式转换
【发布时间】：2019-10-22 15:55:03
【问题描述】：

非常简化示例（不管A 类和操作员在做什么，这只是示例）：

#include <iostream>
using namespace std;

template <bool is_signed>
class A {
public:
    // implicit conversion from int
    A(int a) : a_{is_signed ? -a : a}
    {}

    int a_;
};

bool operator==(A<true> lhs, A<true> rhs) {
    return lhs.a_ == rhs.a_;
}

bool operator==(A<false> lhs, A<false> rhs) {
    return lhs.a_ == rhs.a_;
}

int main() {
    A<true> a1{123};
    A<false> a2{123};

    cout << (a1 == 123) << endl;
    cout << (a2 == 123) << endl;

    return 0;
}

这行得通。

但是如果我用模板替换两个operator==（具有相同的正文）：

template <bool is_signed>
bool operator==(A<is_signed> lhs, A<is_signed> rhs) {
    return lhs.a_ == rhs.a_;
}

，它的编译产生错误：

prog.cpp: In function ‘int main()’:
prog.cpp:31:14: error: no match for ‘operator==’ (operand types are ‘A<true>’ and ‘int’)
  cout << (a1 == 123) << endl;
           ~~~^~~~~~
prog.cpp:23:6: note: candidate: ‘template<bool is_signed> bool operator==(A<is_signed>, A<is_signed>)’
 bool operator==(A<is_signed> lhs, A<is_signed> rhs) {
      ^~~~~~~~
prog.cpp:23:6: note:   template argument deduction/substitution failed:
prog.cpp:31:17: note:   mismatched types ‘A<is_signed>’ and ‘int’
  cout << (a1 == 123) << endl;
                 ^~~

这里可以使用模板吗？我可以以某种方式使用 C++17 用户定义的模板推导指南吗？还是别的什么？

【问题讨论】：

标签： c++ templates implicit-conversion template-argument-deduction

【解决方案1】：

template argument deduction 中不考虑隐式转换，这会导致 is_signed 的推导在第二个函数参数上失败。

类型推导不考虑隐式转换（除了上面列出的类型调整）：这是overload resolution 的工作，稍后会发生。

如果您总是以a1 == 123 之类的样式使用operator==，即始终将A<is_signed> 用作第一个操作数，则可以从推导中排除第二个函数参数。例如

template <bool is_signed>
bool operator==(A<is_signed> lhs, std::type_identity_t<A<is_signed>> rhs) {
    return lhs.a_ == rhs.a_;
}

LIVE

_{PS：自 C++20 起支持std::type_identity；即使实现一个也不难。}

【讨论】：

也可以反过来添加运算符，但是在比较 As 而不进行隐式比较（例如 another 没有任何std::type_identity_t)。 godbolt.org/z/J39Veq

【解决方案2】：

另一种选择是friend函数，所以该函数不是模板，而是使用模板参数：

template <bool is_signed>
class A {
public:
    // implicit conversion from int
    A(int a) : a_{is_signed ? -a : a}
    {}

    int a_;

    friend bool operator==(const A& lhs, const A& rhs) {
        return lhs.a_ == rhs.a_;
    }
};

Demo

【讨论】：

【解决方案3】：

模板参数推导不考虑隐式转换。您再次需要两个重载的比较运算符。

template <bool is_signed>
bool operator==(A<is_signed> lhs, A<is_signed> rhs) {
    return lhs.a_ == rhs.a_;
}

template <bool is_signed>
bool operator==(A<is_signed> lhs, int rhs) {
    return lhs == A<is_signed>(rhs);
}

【讨论】：