从模板类型而不是参数获取转发类型

Question

考虑以下函数：

template <class T>
constexpr /* something */ f(T&& x) {
    // do something
}

假设我想根据传递给名为myfunction的函数的转发参数的类型执行基于SFINAE的操作。实现此操作的一种方法是：

template <class T>
constexpr auto f(T&& x) -> decltype(myfunction(std::forward<T>(x))) {
    // do something
}

有没有一种方法可以在模板级别完成而不是这样做：

// This code won't compile
template <class T, class R = decltype(myfunction(std::forward<T>(x)))>
constexpr R f(T&& x) {
    // do something
}

除了我目前没有访问 x 的权限，所以这段代码编译不通过。有没有办法只依赖于 T 来实现这一点（可能使用 std::declval）？

注意：这不是一个 X/Y 问题，只是一个例子，用来说明在哪些情况下会出现这种情况：我不知道如何在访问变量的情况下进行 SFINAE 转发，因为对于我来说，std::forward 的行为仍然有些神秘。

- Vincent

Answer 1

是的，std::declval确实是关键：

template <class T, class R = decltype(myfunction(std::declval<T>()))>
constexpr R f(T&& x) {
    // do something
}

这将导致SFINAE排除或R将是所选用的myfunction重载的返回类型。

你的问题让我觉得你需要恢复一下引用折叠工作原理的知识，我建议在这个领域进行阅读（这似乎是一个不错的起点）。

- ildjarn

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我要提到这是一种不好的方法，因为很容易通过传递第二个参数来破坏它。 - skypjack

@skypjack：没错，这样就避免了任何SFINAE的发生。 - ildjarn

是的，我说“打破它”的意思就是那个意思。如果不清楚的话，抱歉。;-) - skypjack

Answer 2

std::forward()与此问题无关，constexpr也是如此。所以让我们从超级基础开始，一个只返回其参数值的函数：

template <class T>
auto f(T x) -> decltype(x);

当然，我们可以直接使用T，但那太容易了。现在的问题是，我们如何将其提升为模板参数，同时仍保持SFINAE（虽然显然在这里没有可能的替换失败，但请跟着我来）：

template <class T, class R = decltype(x)>
R f(T x);

因此，这不起作用，因为尚未有x（或更糟的是，在名称查找中找到了一些不相关的x）。 我们可以在尾随返回类型中使用参数名称，因为它们在作用域内，但我们不能将它们用作表达式SFINAE的默认模板参数的一部分，因为它们尚未在作用域中。

但是，由于这些是模板参数，我们不关心它们的值。 我们只关心它们的类型。 这不是一个计算表达式。 因此，我不需要x，我需要具有与x相同类型的东西。 第一步可能是：

template <class T, class R = decltype(T{})>
R f(T x);

只要T是默认可构造的，这个方法可以运行。但我正在写一个模板，我不想对我不需要做出假设的类型进行假设。因此，我可以这样做：

template <class T> T make(); // never defined

template <class T, class R = decltype(make<T>())>
R f(T x);

现在我们有了类型为T的任意表达式，我们可以在默认模板参数中使用decltype。虽然，对于make()我们仍然有一些限制——有些类型无法从函数中按值返回（例如数组），因此添加引用更加有用。并且我们需要一个不太可能发生冲突的名称，而不是make：

template <class T>
add_rvalue_reference<T> declval();

template <class T, class R = decltype(declval<T>())>
R f(T x);

std::declval<T>的精髓在于为您提供T类型的表达式，但处于未求值的上下文中。

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回到您最初的问题。我们使用与从decltype(x)到decltype(declval<T>())的转换相同的思路，只是将其应用于不同的表达式。我们不再是使用x，而是使用myfunction(std::forward<T>(x))。这就是说，我们正在以与我们的参数相同的类型调用myfunction：

template <class T, class R = decltype(myfunction(std::declval<T&&>()))>
R f(T&& x);

但由于引用折叠规则，std::declval<T&&> 实际上与 std::declval<T> 是相同的函数，因此我们可以直接写：

template <class T, class R = decltype(myfunction(std::declval<T>()))>
R f(T&& x);

- Barry