C++11：如何定义一个可以接受特定类型对象的通用引用的函数？

Question

问题： 我正在使用C++11开发程序。 我想编写一个同时接受rvalue引用和lvalue引用的函数（即通用引用）的函数。

以下函数接受通用引用参数：

template<class T> void function(T&& t){/*SNIP*/}

然而，该函数接受所有类型的参数。这破坏了函数的类型安全性。如果我想让它接受特定类型的参数怎么办？

以下是我能想到的解决方案：

void function(Class& t){/*SNIP*/}
void function(Class&& t){ function(t); }

然而，这很丑陋。如果我想改变要接受的参数或更改函数名称，我必须更新函数的两个版本。有没有更好的等效方法？

编辑：问题已解决。你们两个都回答得很好。我投了+1票给两个答案以表达我的感激之情。我会把这个问题留下几天。获得最多赞同票的答案将被接受。

编辑2：最终我采用了以下代码：

template < class T,
class=typename std::enable_if<std::is_same<Class, typename std::decay<T>::type>::value>::type //Dummy template parameter
>
void function(T&&){}

编辑3：为此目的，我编写了一个宏定义：

#define uRefType(T, typeLimit) class T, class=typename std::enable_if<std::is_same<typename std::decay<T>::type, typeLimit>::value>::type

使用示例：

template< uRefType(T, Class) > void function(T&&){}

- Konfle Dolex

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你提出的解决方案没有保留右值引用。你是不是想要 void function(Class&& t){/*COPY OF SNIP*/}？ - mucaho

Answer 1

一种实现这个的方法是使用std::enable_if。这是由type_traits头文件提供的一个结构体。它被定义为当布尔条件A在编译时评估为true时，enable_if<A,B>::type是类型B。否则为空。

因此，如果你有一个函数模板

template <typename T>
void fun(T &&)
{ /*...*/ }

如果您希望确保只有在T是特定类型时才定义，可以使用enable_if<...>::type结构代替返回类型(这里是void)。布尔条件A的定义类似于: T是int，而类型B则被定义为函数的原始返回类型(这里是void)。

因此，如果我们希望只有当T是int时才定义fun，我们可以得到以下结果:

#include <type_traits>

template <typename T>
typename std::enable_if<std::is_same<int,typename std::decay<T>::type>::value,void>::type
fun(T &&)
{ }

int main()
{
  int    lvali = 3;
  double lvald = 3.3;

  fun(3);
  fun(lvali);

  // fun(3.3);      // this won't be accepted (not an int)
  // fun(lvald)     // this won't be accepted (not an int)

  return 0;
}

注意到布尔条件如下所示（为了更好的可读性省略了std::）：

is_same<int,typename decay<T>::type>::value

decay语句被用于确保无论T是int还是int &（以及其他一些特殊情况），这种技巧都能奏效。

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进一步说明：只有在所考虑的函数的定义对rvalue和lvalue都相同的情况下，这种技巧才真正有用。 在许多情况下，这并不是这种情况（因为rvalue情况将实现移动，而lvalue则不会或类似的）。 当函数体非常短且仅将参数转发到另一个（可能是重载的）函数调用时，两个定义实际上相同的典型情况是：

template <typename T>
void fun(T &&obj)
{ other_fun(std::forward<T>(obj)); }

在这种情况下，可能不需要使用任何 enable_if 或其他技巧，因为 other_fun 的声明将确保最终只接受特定类型。

- jogojapan

Answer 2

使用 std::enable_if 和 std::is_same：

template<class T, 
         class = typename std::enable_if<std::is_same<float, T>::value>::type>
void function(T&& t){/*SNIP*/}

并且（正如 jogojapan 的回答中所述，我忘记提到的）在 T 上使用 std::decay，因为 T& 不是与 T 相同类型，而 const T 也不同于 T：

template<
  class T, 
  class = typename std::enable_if<
                       std::is_same<float,
                                    typename std::decay<T>::type>::value>::type>
void function(T&& t){/*SNIP*/}

在 http://ideone.com/ztkHsf 查看演示。

- hmjd

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我在使用模板方面是个新手。你能给我展示一些示例代码吗？ - Konfle Dolex

顺便说一下，我正在尝试通过阅读以下内容来解决问题：http://en.cppreference.com/w/cpp/types/enable_if http://en.cppreference.com/w/cpp/types/is_same。我会告诉你我是否能找到解决方案。 - Konfle Dolex