模板参数推导失败

Question

我正在尝试使用标签和enable_if 对模板参数实施约束。代码如下：

#include <type_traits>
#include <iostream>

template<typename Type>
struct tag {}; 

struct Atag {}; 
struct Btag {};

template<typename Type, typename Tag>
struct tag_enabled
{
    static_assert(
        std::is_same
        <
            typename tag<Type>::type, 
            Tag 
        >::value, 
        "Error: Type is not tagged with Tag."
    ); 

    typedef typename std::enable_if
    <
        std::is_same
        <
            typename tag<Type>::type, 
            Tag 
        >::value, 
        Type
    >::type type; 
};

template<typename A>
typename tag_enabled<A, Atag>::type
worker(
   typename tag_enabled<A, Atag>::type const & a
)
{
    A result; 

    std::cout << "Atag -> Atag" << std::endl;

    return result; 
}

template<typename A, typename B>
typename tag_enabled<A, Atag>::type
worker(
    typename tag_enabled<B, Btag>::type const & b
)
{
    A result; 

    std::cout << "Btag -> Atag" << std::endl;

    return result; 
}


template<typename A, typename ... Args>
A caller(Args ... args)
{
    return worker<A>(args ...);
}

struct test_a {}; 
struct test_b {}; 

template<>
struct tag<test_a>
{
    typedef Atag type; 
};

template<>
struct tag<test_b>
{
    typedef Btag type;
};

int main(int argc, const char *argv[])
{
    // caller int(int)
    test_a ta1; 
    test_b tb1; 

    auto ta2 = caller<test_a>(ta1); 

    // Why does this fail?  
    auto ta3 = caller<test_a>(tb1);

    return 0;
}

它会导致以下错误：

test-template.cpp: In instantiation of ‘A caller(Args ...) [with A = test_a; Args = {test_b}]’:
test-template.cpp:90:34:   required from here
test-template.cpp:63:30: error: no matching function for call to ‘worker(test_b&)’
     return worker<A>(args ...);
                              ^
test-template.cpp:63:30: note: candidates are:
test-template.cpp:35:1: note: template<class A> typename tag_enabled<A, Atag>::type worker(const typename tag_enabled<A, Atag>::type&)
 worker(
 ^
test-template.cpp:35:1: note:   template argument deduction/substitution failed:
test-template.cpp:63:30: note:   cannot convert ‘args#0’ (type ‘test_b’) to type ‘const type& {aka const test_a&}’
     return worker<A>(args ...);
                              ^
test-template.cpp:48:1: note: template<class A, class B> typename tag_enabled<A, Atag>::type worker(const typename tag_enabled<B, Btag>::type&)
 worker(
 ^
test-template.cpp:48:1: note:   template argument deduction/substitution failed:
test-template.cpp:63:30: note:   couldn't deduce template parameter ‘B’
     return worker<A>(args ...);

除了最后一个错误之外的所有错误都是预期和欢迎的。 tag_enabled 应确保不会根据模板参数标签实例化函数模板。这个错误例如：

test-template.cpp:35:1: note:   template argument deduction/substitution failed:
    test-template.cpp:63:30: note:   cannot convert ‘args#0’ (type ‘test_b’) to type ‘const type& {aka const test_a&}’
         return worker<A>(args ...);

很棒，因为我希望该函数的推导失败，因为它应该执行映射 Atag -> Atag 而不是 Btag -> Atag。如果双参数函数模板可以工作，SFINAE 会（至少我希望如此）放弃这个候选函数。这是我关心的错误，为什么模板参数推导在这里失败：

test-template.cpp:48:1: note:   template argument deduction/substitution failed:
test-template.cpp:63:30: note:   couldn't deduce template parameter ‘B’
     return worker<A>(args ...);

?

Answer 1

编译器可以从模板函数参数中推导出一个类型模板参数 A 或 B 和一个非类型模板参数 N，该模板函数参数的类型由以下结构组成 (Stroustrup 23.5 .2，iso 14.8.2.1)：

A
const A
volatile A
A*
A&
A[constant_expression]
type[N]
class_template<A>
class_template<N>
B<A>
A<N>
A<>
A type::*
A A::*
type A::*
A (*)(args)
type (A::*)(args)
A (type::*)(args)
type (type::*)(args_AN)
A (A::*)(args_AN)
type (A::*)(args_AN)
A (type::*)(args_AN)
type (*)(args_AN)

其中args 是一个不允许推导的参数列表，args_AN 是一个参数列表，通过递归应用上述规则，可以从中确定A 或N。如果不是所有的参数都可以这样推导出来，那么调用就是模棱两可的。

你的构造

typename tag_enabled<B, Btag>::type const &

不具备上述形式之一，因此无法推导出B

template<typename A, typename B>
typename tag_enabled<A, Atag>::type
worker(typename tag_enabled<B, Btag>::type const & b)

B 必须明确指定，就像std::forward 的情况一样。不幸的是，这很不方便。在允许扣除的同时，有几种方便的方法是

template<typename A, typename B, typename = typename std::enable_if <...> >
typename tag_enabled<A, Atag>::type
worker(B const& b)

或

template<typename A, typename B>
typename tag_enabled<A, Atag, B, Btag>::type
worker(B const& b)

无论哪种方式，你都必须稍微改变你的设计。