add_lvalue_reference 实现示例

Question

在cppreference上查找std::add_lvalue_reference时，可以看到如下实现示例：

namespace detail {

template <class T>
struct type_identity { using type = T; }; // or use std::type_identity (since C++20)

template <class T>
auto try_add_lvalue_reference(int) -> type_identity<T&>;
template <class T>
auto try_add_lvalue_reference(...) -> type_identity<T>;

} // namespace detail

template <class T>
struct add_lvalue_reference : decltype(detail::try_add_lvalue_reference<T>(0)) {};

为什么需要第二个try_add_lvalue_reference？在什么情况下会调用它来代替第一个？

Answer 1

第二个重载处理cppreference 上给出的定义中的“否则”条件：

1) 如果 T 是没有 cv- 或 ref- 限定符或对象类型的函数类型，则提供成员 typedef 类型，即 T&。如果 T 是对某个类型 U 的右值引用，则类型为 U&。否则，类型为 T。

考虑例如：

using T = void() const; // Function type with const qualifier
using U = add_lvalue_reference<T>::type;

根据定义我们应该有U == T，但是如果我们没有第二个模板重载，那么这段代码会导致编译时错误：

不可能形成对 cv 或 ref 限定函数类型的引用，因此 try_add_lvalue_reference 的第一个模板重载被 SFINAE 淘汰。

如果只有这种过载，则调用 detail::try_add_lvalue_reference<T>(0) 会硬失败，因为没有可行的过载。

第二个重载不会尝试形成对 const 限定函数类型的引用，因此始终是可行的，如果第一个不是，将选择它，返回类型本身。

int 和 ... 参数确保两个重载都可以使用 int 参数调用，... 具有额外的好处，即它在重载解析中始终具有较低的优先级。因此，如果两个模板重载都是可行的，则将选择第一个来为类型提供尽可能添加的左值引用。