为什么当模板参数用作另一个模板的模板参数时，不能推导出模板参数？答案

【问题标题】：Why can't the template argument be deduced when it is used as template parameter to another template?为什么当模板参数用作另一个模板的模板参数时，不能推导出模板参数？
【发布时间】：2011-08-28 23:36:50
【问题描述】：

这段代码有什么问题？

#include <map>

template<typename T>
struct TMap
{
    typedef std::map<T, T> Type;
};

template<typename T>
T test(typename TMap <T>::Type &tmap_) { return 0.0; }

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    TMap<double>::Type tmap;
    tmap[1.1] = 5.2;
    double d = test(tmap); //Error: could not deduce template argument for T
    return 0;
}

【问题讨论】：

标签： c++ templates parameters

【解决方案1】：

这是不可演绎的上下文。这就是为什么编译器不能推导出模板参数的原因。

试想一下，如果你有专门的TMap 如下：

template <>
struct TMap<SomeType>
{
    typedef std::map <double, double> Type;
};

假设TMap<SomeType>::Type 是std::map<double, double>，编译器将如何推断SomeType 类型？这不可以。不保证您在std::map 中使用的类型也是在TMap 中的类型。编译器不能做出这种危险的假设。 type 参数之间可能没有任何关系。

另外，您可能将TMap 的另一个特化定义为：

template <>
struct TMap<OtherType>
{
    typedef std::map <double, double> Type;
};

这使情况变得更糟。现在您有以下内容：

TMap<SomeType>::Type = std::map<double, double>。
TMap<OtherType>::Type = std::map<double, double>。

现在问问自己：给定TMap<T>::Type 是std::map<double, double>，编译器如何知道T 是SomeType 还是OtherType？它甚至不知道它有多少个这样的选择，它也不知道选择本身......

我只是为了思想实验而问你（假设它可以知道完整的选择集）。

【讨论】：

绝妙的答案。这个问题一再让我绊倒，我花了很长时间才明白为什么不可能推断出上下文。您的简短示例完美地说明了这一点。
所以我必须写：double d = test(tmap) ?
如果我能给这个答案+10。与主题的复杂性相比，答案如此彻底和准确。
这本质上是一个反函数问题：给定一个输出值，您要求输入函数获取该值的输入点。但是，函数通常不可逆，因此除非您要求函数是可逆的，否则这个问题甚至不存在。在模板场景中，相应的要求是所有模板都具有全局唯一的成员名称； C++ 没有提出的要求。
@segfolt：不，这并不明显。请多读几遍我的回答，并阅读有关模板专业化的内容。

【解决方案2】：

正是编译器错误消息所说的：in TMap<T>::Type, T 不能根据标准。这样做的动机可能是它不是技术上可能实现：编译器必须实例化所有可能的TMap<T> 以查看是否有一个（和只有一个）匹配您传递的类型。并且有一个无限数量的TMap<T>。

【讨论】：

我认为你在这里犯了一个错误——编译器“仅”必须考虑所有现有特化的传递闭包并推断出最佳匹配。这是有限（但可能仍然非常大）数量的实例化。但除此之外，可能还有几个同样出色的匹配项（参见 Nawaz 的示例）。
没有。在许多情况下，不会有任何现有的专业化。即使有，类型归纳也可以触发新的专业化。
@James 如果没有特化，那么情况很“容易”：只需尝试对 typedef 进行模式匹配来推断模板参数。这在原则上应该是可行的。
@Konrad：即使没有专精，情况也不容易。假设std::map 的类型参数相同或以某种方式取决于TMap 的类型是不安全的。因此它是不可行的。
最糟糕的问题当然是模板元编程是图灵完备的。这反过来意味着必要的模式匹配等同于解决停止问题（即编写 A<N>::B 的特化，以便将 B 类型定义为 int iff N 表示停止的算法）

【解决方案3】：

即使你有：

TMap<SomeType>::Type = std::map<double, double>.

但在调用 test(tmap) 之前

TMap<double>::Type tmap;
tmap[1.1] = 5.2;
double d = test(tmap);

你已经把它声明为

TMap<double>::Type tmap;

为什么不能使用此信息。 #typedef 不仅仅是简单的字符串替换。

【讨论】：

【解决方案4】：

我不认为“我们不能这样做”的说法是正确的。如果我们稍微修改这个例子，编译器就会很高兴地为我们推导参数。

template<typename T>
struct TMap //...

template <class T>
struct tmap_t : TMap<T>::Type {};

template<typename T>
T test(tmap_t<T> tmap) // ...

tmap_t<double> tmap;  // ...
double d = test(tmap);  // compiles just fine.

我认为原始示例与我的示例之间没有太大区别。这里真正的问题似乎是 C++ 对待 typedef 和类型声明的方式不同

这是好事吗？

【讨论】：