关于C++模板的类型转换的讨论

这两天在饮水思源的C板,关于C++模板的类型转换的一个讨论,后面是我的解答。

原问题

今天在书上看到模板演绎的时候可以允许cast-down,于是我写了个东西:

template <bool _Test, class _Type = void>
struct enable_if { };

template<class _Type>
struct enable_if<true, _Type> {
    typedef _Type type;
};

class A { };
class B : A { };

template <typename T>
struct traits { static int const value = false; };

template <>
struct traits<A> { static int const value = true; };

template <typename T>
void f(T, typename enable_if<traits<T>::value>::type* = 0) { }

template <>
void f<A>(A, enable_if<traits<A>::value>::type*) { }



template <typename T>
class BB {};

template <typename T>
class DD : public BB<T> {};

template <typename T> void ff(BB<T>) {};

int main(int argc, char * argv[])
{
    A a; B b;
    DD<long> dd;
    //f(b);
    ff(dd);
}

奇怪的是重载决议的时候, f 的情况下它就不让我特化的 f<A> 进来。

但是在 ff 的情况下, ff<BB<long>> 却进来了。

在VC10和GCC3.4下测试

我的解答

我们来设身处地地作为编译器,看一遍到底发生了什么。

约定符号 # : A#B 是把 B 带入 A<T> 的参数 T 之后实例化得到的结果。

首先看ff的情况。

DD<long> dd;

处理到这句的时候,编译器看到了 DD<long> 的实例化,于是去实例化 DD#long ,继而实例 化了 BB#long

ff(dd);

这句,首先计算重载函数集合。

第一步,需要从参数 DD#long -> BB<T> 推断 ff<T> T 。根据函数模板参数推断规则:

:code:`class_template_name<T>` 类型的参数,可以用于推断 :code:`T` 。

于是编译器推断 T long 。这里就算不是 BB 而是完全无关的 CC 都可以推断成功,只要 CC 也 是一个 CC<T> 形式的模板。

第二步,模板特化匹配。因为只有一个模板,所以匹配了最泛化的 ff<T>

第三步,模板实例化。

推断了 long -> T 之后,编译器实例化 ff#long

重载函数集合: {ff#long}

然后重载抉择找到唯一的可匹配的实例 ff#long ,检查实际参数 DD#long 可以隐式转换到 形式参数 BB#long ,从而生成了这次函数调用。

再来看f的情况。

f(b);

计算候选重载函数集合。

第一步,对所有 f 模板推断实参。根据函数模板参数推断规则:

带有 :code:`T` 类型的参数,可以用于推断 :code:`T` 。

于是 B -> T 被推断出来了。

第二步,模板特化匹配。

这里 B 不是 A ,所以不能用 f<A> 特化,只能用 f<T> 模板。

第三步,模板实例化。

B 带入 f<T> 实例化成 f#B 的过程中,实例化 traits#B

由于没有针对 B 的特化,所以用 traits<T> 模板, traits#B::value=false ,进而 enable_if#false 没有 type ,出错。

唯一的模板匹配出错,重载函数集合为空,SFINAE原则不能找到合适的匹配,于是报错。

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