将 SFINAE 上下文中不正确的模板实例化的硬错误转变为软错误

Turning a hard error on incorrect template instantiation in SFINAE context into a soft error

本文关键字：硬错误 转变 错误 实例化 上下文 SFINAE 不正确      更新时间：2023-10-16

假设我们得到了一个模板实例化Container<U, Args...>(认为Container是一个std::vector)和一个非模板类型T，我们需要检查是否可以在类型Container<T>的对象上调用push_back。以下是使用检测器习惯用法的代码：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>
#include <string>
#include <type_traits>
#include <boost/iterator.hpp>
#include <boost/range.hpp>
template<typename, typename>
struct replace
{
using type = struct Error;
};
template<template<typename...> class Container, typename U, typename T>
struct replace<Container<U>, T>
{
using type = Container<T>;
};
template<typename Container, typename T>
using replace_t = typename replace<Container, T>::type;
template<typename Placeholder, template<typename...> class Op, typename... Args>
struct isDetected : std::false_type {};
template<template<typename...> class Op, typename... Args>
struct isDetected<std::void_t<Op<Args...>>, Op, Args...> : std::true_type {};
template<typename Container, typename T>
using pushBackDetector = decltype(std::declval<Container&>().push_back(std::declval<T>()));
template<typename Container, typename T>
bool canPushBack()
{
return isDetected<void, pushBackDetector, Container, T> {};
}
int main()
{
std::cout << canPushBack<replace_t<std::vector<int>, double>, double>() << std::endl;
std::cout << canPushBack<replace_t<std::set<int>, double>, double>() << std::endl;
std::cout << canPushBack<replace_t<boost::iterator_range<std::string::iterator>, std::string::iterator>, double>() << std::endl;
//std::cout << canPushBack<replace_t<boost::iterator_range<std::string::iterator>, int>, double>() << std::endl;
}

一个活生生的例子可以在Wandbox上找到。

事实上，它正确地推断我们可以在std::vector<double>上调用push_back，但我们不能在std::set<double>或boost::iterator_range<std::string::iterator>上这样做。

现在让我们检查一下是否可以在boost::iterator_range<int>上调用push_back并取消注释最后一行！现在代码爆炸得如此漂亮，以至于我不会在这里给出完整的错误消息(最好在上面链接的实时示例中执行此操作)，但它的要点是编译器试图实例化boost::iterator_range<int>并将实例化该类型的某些基本类型的失败变成硬错误：

/opt/wandbox/boost-1.65.1/clang-5.0.0/include/boost/iterator/iterator_categories.hpp:119:60: error: no type named 'iterator_category' in 'std::__1::iterator_traits<int>'
typename boost::detail::iterator_traits<Iterator>::iterator_category
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~
/opt/wandbox/boost-1.65.1/clang-5.0.0/include/boost/range/iterator_range_core.hpp:156:32: note: in instantiation of template class 'boost::iterators::iterator_traversal<int>' requested here
BOOST_DEDUCED_TYPENAME iterator_traversal<IteratorT>::type
^
/opt/wandbox/boost-1.65.1/clang-5.0.0/include/boost/range/iterator_range_core.hpp:436:67: note: in instantiation of template class 'boost::iterator_range_detail::pure_iterator_traversal<int>' requested here
BOOST_DEDUCED_TYPENAME iterator_range_detail::pure_iterator_traversal<IteratorT>::type
^
prog.cc:31:61: note: in instantiation of template class 'boost::iterator_range<int>' requested here
using pushBackDetector = decltype(std::declval<Container&>().push_back(std::declval<T>()));
^
prog.cc:28:31: note: in instantiation of template type alias 'pushBackDetector' requested here
struct isDetected<std::void_t<Op<Args...>>, Op, Args...> : std::true_type {};
^
prog.cc:36:12: note: during template argument deduction for class template partial specialization 'isDetected<std::void_t<Op<Args...> >, Op, Args...>' [with Op = pushBackDetector, Args = <boost::iterator_range<int>, double>]
return isDetected<void, pushBackDetector, Container, T> {};
^

一方面，这是完全有道理的——事实上，int不是一个迭代器。另一方面，在这种情况下，非常希望捕获此不正确的实例化并从canPushBack()返回false。所以，这就是问题：是否有可能将这个硬错误变成软错误并优雅地处理它？

不，如果不进行特定于相关类型的手动工作，您就不能采用不支持 SFINAE 检测的模板并使其对 SFINAE 友好，有时这还不够。

你能做的最好的事情就是编写一个手动特征来为你做这件事，以及一个别名，SFINAE 检查它是否可以应用，并且只在可以的情况下返回一个类型。

更重要的是，无法检测某些东西是否是迭代器。 没有标准规定的SFINAE友好的"X是迭代器"测试。 作为一般规则，所有迭代器都必须支持std::iterator_traits<T>，但是当您将它们传递给std::iterator_traits时，非迭代器必须生成 SFINAE 友好结果的要求为零，并且根据我的经验，将void*传递给std::iterator_traits会产生非 SFINAE 友好的结果。

你可以尝试破解一个 - 检测迭代器必须执行的各种操作(可取消引用，可增量，同样可比较)，但即使在那里，当您尝试时，类型也可能没有SFINAE友好的错误。 例如，将非相等可比较的类型放在std::vector中，尝试执行==可能会因硬错误而无法编译(至少我上次检查时)。

一个简单的案例是：

template<class T>
struct problem {
static_assert(!std::is_same<T,int>{}, "oh oh");
};

将int传递给problem不能被 SFINAE 检测为问题。 如果实例化problem<int>，则会出现硬错误。

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