SFINAE：这里发生了什么？

Question

SFINAE：这里发生了什么？

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我目前正在尝试理解一段C++代码，并遇到了SFINAE结构（对我来说是新的）。我已经基于我正在查看的代码创建了一个最小示例，如下所示：

#include<iostream>

/* ----------------------------------------------
 Define two kernels: characterized by their dimension
   ---------------------------------------------- */
struct Kern2
{
  static constexpr int dim = 2;
};

struct Kern3
{
  static constexpr int dim = 3;
};

/* ----------------------------------------------
 Choose which function to evaluate based on 
 dimension of Kern (Kern::dim)
   ---------------------------------------------- */
template<class Kern,
         typename std::enable_if<Kern::dim == 2, bool>::type = true>
inline void apply_kern(){
  std::cout << "dim=2" << "\n";
}

template<class Kern,
         typename std::enable_if<Kern::dim == 3, bool>::type = false>
inline void apply_kern(){
  std::cout << "dim=3" << "\n";
}

// Try to see if the above SFINAE construct works!
int main()
{

 apply_kern<Kern2>(); // should print 'dim=2'
 apply_kern<Kern3>(); // should print 'dim=3'

  return 0;
}

这将输出：

> dim=2
> dim=3

这正是它应该做的事情。然而，我无法准确理解 它是如何工作的？特别是，如果我切换

标签，似乎会创建相同的输出。

typename std::enable_if<Kern::dim == 2, bool>::type = true

到以下行：

typename std::enable_if<Kern::dim == 2, bool>::type = false

所以我想知道这些的意思是什么？如果有人能够友好地解释一下正在发生什么，我将不胜感激！不幸的是，我在网上找不到这种使用SFINAE的确切方式。

谢谢！

- Sam

1

经过上述修改，您的代码不应该编译。 - geza

1

@TedLyngmo：我错过了什么吗？https://godbolt.org/z/wbvn7I - geza

3

=true或=false并不是比较运算符，它们只是模板参数的默认值，如果省略了模板参数则会使用这些默认值。SFINAE魔法是在std::enable_if内部完成的，而不是在=true/false中完成的。 - Werner Henze

3

这篇文章是由Eli Bendersky撰写的介绍，我最近参考了它：SFINAE 和 enable_if。 - Scheff's Cat

@TedLyngmo：我们中的一员 :) 是我。抱歉。 - geza

显示剩余12条评论

2个回答

1

std::enable_if<bool expression, return type of function>::type 告诉编译器在编译时，如果 bool 表达式为 true，则编译此内容。因此，当您在 main() 中调用 apply_kern<Kern2>() 时，编译器进入第一个 std::enable_if，因为您的 Kern::dim 确实为 2。例如，如果您没有调用 apply_kern<Kern3>()，则编译器会注意到第二个 std::enable_if 为 false，其内部范围不会被编译。这就像是一个 if 语句，在编译时进行判断。如果您觉得这种语法很奇怪，您也可以使用具有两个模板别名的模板函数来获得完全相同的结果，分别为 Kern2 和 Kern3。

对于最后一个问题，我建议使用 typename std::enable_if<!(Kern::dim == 2), bool>::type inline void apply_kernel(){...} 来获得相同的结果。

- LeoSar

@LeoStar：感谢您的回答！所以关键是要向编译器提供一些表达式，除非我们处于期望的情况下，否则它将失败？是这样吗？特别地，我正在查看的代码中使用的特定结构的使用没有更深层次的含义吗？ - Sam

1

@Sam 正确。在那里选择的类型和默认值是无关紧要的，它们仍然未使用。整个目的是在条件不满足时提供没有类型，这导致替换失败（因此忽略该模板）。默认值是为用户方便而设置的（如果您删除默认值，一切仍然有效，用户只需在调用 apply_kern 时向模板参数列表添加一个无意义的值即可）。 - Max Langhof

@Sam，实际上你只需要编写你想让编译器编译的表达式。在其他情况下，在编译时std::enable_if内部的bool表达式将返回false，这样函数就不会被编译。我认为它就像enable_if的名称：编写所有你想让编译器编译的情况。这只是一种实现方式，但是通过正确的bool表达式在enable_if内部，可以实现这一点。如果在std::enable_if内部添加额外的检查，例如std::is_same，则对于模板元编程来说具有更深层次的意义。 - LeoSar

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Klaus · Accepted Answer

typename std::enable_if<Kern::dim == 2, bool>::type = true>

That says:

typename:

以下术语定义了一种类型。

std::enable_if<Kern::dim == 2, bool>

如果第一个参数的条件为真，那么此模板将定义第二个模板参数的一种类型。所以在这里，如果dimm == 2为真，则模板std::enable_if提供了一个可以通过::type访问的bool类型。

如果条件为真，则术语：

typename std::enable_if<Kern::dim == 3, bool>::type

变得非常简单：

bool

现在你需要在它后面添加= true。你是否在任何地方使用了bool值？没有！因此这根本不重要！你也可以写成：

typename std::enable_if<Kern::dim == 3, int>::type = 42

这将导致与您在此处定义的值无关！

您检查的条件在Kern :: dim == 3中。这个条件必须为true或false。

如果条件评估为false，则模板enable_if不包含type并且表达式失败。这时SFINAE就发挥作用了。这种失败不会是一个错误，但会使模板定义“不可见”，因为由于失败而“不能”使用。

对于评论中的附加问题的补充：

当然，您可以为布尔模板默认参数添加名称，并在下面的代码中使用它，如下所示：

template<class Kern,
         typename std::enable_if<Kern::dim == 2, bool>::type myVal = true>
inline void apply_kern(){
  std::cout << "dim=2" << "\n";
  std::cout << "bool val: " << myVal << std::endl;
}

顺便说一句：我们经常看到SFINAE被用在一些情况下，而一个简单的模板重载能够起到同样的作用。常常情况下，模板重载更容易理解（这里可能不是这样的:-)）。我只是给个提示：先检查是否真正需要使用SFINAE，考虑使用重载来代替。

使用模板重载代替SFINAE：

/* ----------------------------------------------
   Define two kernels: characterized by their dimension
   ---------------------------------------------- */
struct Kern2 { static constexpr int dim = 2; };
struct Kern3 { static constexpr int dim = 3; };

/* ----------------------------------------------
   Choose which function to evaluate based on 
   dimension of Kern (Kern::dim)
   ---------------------------------------------- */
template < int x > inline void apply_kern_impl();

template<>
inline void apply_kern_impl<2>() { std::cout << "dim=2" << "\n"; }

template<>
inline void apply_kern_impl<3>() { std::cout << "dim=3" << "\n"; }

template< typename T>
inline void apply_kern() { apply_kern_impl<T::dim>(); }

int main()
{
    apply_kern<Kern2>(); // should print 'dim=2'
    apply_kern<Kern3>(); // should print 'dim=3'

    return 0;
}