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`void_t` 是如何工作的

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我在 Cppcon14 上观看了 Walter Brown
关于现代模板编程的演讲（第一部分，第二部分），在那里他展示了他的void_tSFINAE
技术。

示例：
给定一个简单的变量模板，它评估void所有模板参数是否格式正确：

template< class ... > using void_t = void;

以及检查是否存在名为 member 的成员变量的以下特征：

template< class , class = void >
struct has_member : std::false_type
{ };

// specialized as has_member< T , void > or discarded (sfinae)
template< class T >
struct has_member< T , void_t< decltype( T::member ) > > : std::true_type
{ };

我试图理解这是为什么以及如何工作的。因此，一个小例子：

class A {
public:
    int member;
};

class B {
};

static_assert( has_member< A >::value , "A" );
static_assert( has_member< B >::value , "B" );

1. has_member< A >

has_member< A , void_t< decltype( A::member ) > >
- A::member存在
- decltype( A::member )格式良好
- void_t<>是有效的并且评估为void
has_member< A , void >因此它选择了专门的模板
has_member< T , void >并评估为true_type

2. has_member

has_member >
- B::member不存在
- decltype( B::member )格式不正确并且静默失败 (sfinae)
- has_member所以这个模板被丢弃
编译器发现has_membervoid 作为默认参数
has_member评估为false_type

http://ideone.com/HCTlBb

问题：
1. 我对此的理解正确吗？
2. Walter Brown
指出，默认参数必须与使用的参数完全相同void_t，才能正常工作。这是为什么？（我不明白为什么这些类型需要匹配，不只是任何默认类型都可以完成这项工作吗？）

阅读 61

2022-08-27

共1个答案

小编典典

1.小学班级模板

编写has_member<A>::value时，编译器查找名称has_member并找到主类模板，即此声明：

template< class , class = void >
struct has_member;

（在 OP 中，这是作为定义编写的。）

模板<A>参数列表与此主模板的模板参数列表进行比较。由于主模板有两个参数，但您只提供了一个，剩余参数默认为默认模板参数：void.
就好像你写的一样has_member<A, void>::value。

2. 专业类模板

现在，将模板参数列表与模板的任何特化进行比较has_member。仅当没有专业化匹配时，主模板的定义才用作后备。所以考虑了偏特化：

template< class T >
struct has_member< T , void_t< decltype( T::member ) > > : true_type
{ };

编译器尝试将模板参数A, void与部分特化中定义的模式T一一void_t<..>匹配。 _ 首先_
，执行模板参数推导。上面的部分特化仍然是一个带有模板参数的模板，需要用参数“填充”。

第一个模式 T，允许编译器推导出模板参数T。这是一个微不足道的推论，但考虑一个类似的模式T const&，我们仍然可以推导出T。对于模式T和模板参数A，我们推断T为A。

在第二个模式 void_t< decltype( T::member ) >中，模板参数T出现在无法从任何模板参数推导出的上下文中。

有两个原因：

里面的表达式decltype被明确排除在模板参数推导之外。我想这是因为它可以任意复杂。

即使我们使用了没有decltypelike的模式`void_t< T

，那么T在解析的别名模板上也会发生推断。也就是说，我们解析别名模板，然后尝试T从结果模式中推断出类型。然而，结果模式是void，它不依赖于T，因此不允许我们为找到特定类型T`。这类似于试图反转一个常数函数的数学问题（在这些术语的数学意义上）。

模板参数推导完成()， _ 现在* _替换推导 的模板参数。这将创建一个如下所示的专业化：

template<>
struct has_member< A, void_t< decltype( A::member ) > > : true_type
{ };

void_t< decltype( A::member ) >现在可以评估类型。它在替换后是良构的，因此不会发生 替换失败 。我们得到：

template<>
struct has_member<A, void> : true_type
{ };

3. 选择

现在
，我们可以将此特化的模板参数列表与提供给原始模板参数的模板参数列表进行比较has_member<A>::value。两种类型都完全匹配，因此选择了这种部分特化。

另一方面，当我们将模板定义为：

template< class , class = int > // <-- int here instead of void
struct has_member : false_type
{ };

template< class T >
struct has_member< T , void_t< decltype( T::member ) > > : true_type
{ };

我们最终得到了相同的专业化：

template<>
struct has_member<A, void> : true_type
{ };

但我们现在的模板参数列表has_member<A>::value是<A, int>. 参数与特化的参数不匹配，并且选择主模板作为后备模板。

(*)恕我直言，该标准令人困惑，包括替换过程和 模板参数推导 过程中显式指定模板参数的匹配。例如（N4296
后）[temp.class.spec.match]/2：

如果可以从实际模板参数列表中推导出部分特化的模板参数，则部分特化匹配给定的实际模板参数列表。

但这 不仅仅
意味着必须推导出偏特化的所有模板参数；这也意味着替换必须成功并且（看起来？）模板参数必须匹配部分特化的（替换的）模板参数。请注意，我并不完全了解标准
在何处 指定替换参数列表和提供的参数列表之间的比较。

2022-08-27