使用派生模板 class 和智能指针进行模板推导

Question

假设我有一个模板化的基础 class，以及一个从中派生的模板化的 class：

template <typename T>
class Base {};

template <typename T>
class Derived : public Base<T> {};

此外，我有一个函数想要接受指向任何 Base<T> 或子 class 的共享指针，并且能够轻松地使用 T 参数作为一部分其签名：

template <typename T>
T DoSomething(std::shared_ptr<Base<T>>);

我希望能够调用它，使用推导的 T，使用指向 Base<T> 或任何派生自它的共享指针：

DoSomething(std::make_shared<Base<T>>());
DoSomething(std::make_shared<Derived<T>>());

当然后者不行，因为类型推导失败

如何修改 DoSomething 的签名使其生效？在 Base 和 Derived 不是模板的情况下，我已经看到了很多答案，但是如果我仍然想推断 T （对于例如将其用作 return 类型，如上所述）。

理想情况下，在重载解析时，对于指向非派生输入（和非共享指针）的共享指针，这将失败。

Answer 1

您可以在函数中使用模板模板参数，然后 static_assert 来执行您的要求。

#include <memory>
#include <vector>

template <typename T>
class Base {};

template <typename T>
class Derived : public Base<T> {};

template <typename T, template <typename> typename U>
T DoSomething(std::shared_ptr<U<T>>) {
    static_assert(std::is_base_of_v<Base<T>, U<T>>, "Requires a std::shared_ptr to Base of class derived from Base");
    return T{};
}

int main() {
    auto foo = std::make_shared<Derived<int>>();
    auto baz = std::make_shared<Base<int>>();
    auto bar = std::make_shared<std::vector<int>>();

    DoSomething(foo);
    DoSomething(baz);
    DoSomething(bar); // Fails, std::vector<int> is not derived from Base<int>
}

编辑
如果 DoSomething 过载，我们可以使用 SFINAE 来禁用它而不是 static_assert。看起来如下。

#include <memory>
#include <vector>

template <typename T>
class Base {};

template <typename T>
class Derived : public Base<T> {};

template <typename T, template <typename> typename U, std::enable_if_t<std::is_base_of_v<Base<T>, U<T>>, int> = 0>
T DoSomething(std::shared_ptr<U<T>>) {
    return T{};
}

int main() {
    auto foo = std::make_shared<Derived<int>>();
    auto baz = std::make_shared<Base<int>>();
    auto bar = std::make_shared<std::vector<int>>();

    DoSomething(foo);
    DoSomething(baz);
    DoSomething(bar); // Error, no matching function
}

Answer 2

尽管如此，@super 已经接受了这个问题的答案，这里是使用 SFINAE 的一种略有不同（但可能不太优雅的方式）：

#include <memory>
#include <type_traits>

template <typename T>
class Base {};

template <typename T>
class Derived : public Base<T> {};

template <template <typename> typename U, typename T>
std::enable_if_t<std::is_base_of<Base<T>,U<T>>::value, T>
DoSomething(std::shared_ptr<U<T>>)
{
    return T{};
}

int main()
{
    auto foo = std::make_shared<Base<int>>();
    auto bar = std::make_shared<Derived<int>>();
    
    DoSomething(foo);
    DoSomething(bar);

    return 0;
}

现场演示：godbolt。

为什么我认为这不太优雅？这是因为函数的签名已更改，现在 std::enable_if_t<...> 为 return 类型，即使它最终被推断为 T（当然是为了有效输入）。

使用派生模板 class 和智能指针进行模板推导

Template deduction with derived templated class and smart pointers

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