C++ 中的重载歧义，用于自动将对象转换为 "printable" 格式

Question

我正在尝试编写一个接受输入的函数。如果该输入可以直接通过管道传输到流（例如使用 std::cout <<），它 returns 输入不变。否则，它会尝试将输入转换为字符串，并 returns 字符串。

我有以下代码：

//Uses SFINAE to determine which overload to call
//See: https://en.wikipedia.org/wiki/Substitution_failure_is_not_an_error
//Basically, make_printable detects whether an object can be directly piped to a stream.
//If it can't be piped to a stream, it's converted into a string.
template<typename T, 
        typename StreamT = void, 
        typename = decltype(std::declval<T>().operator std::string())>
std::string make_printable(const T& obj) {
    std::cout << "[std::string make_printable(obj)]";
    return (std::string)obj;
}

template<
        typename T, 
        typename StreamT = std::ostream,
        typename = decltype(std::declval<StreamT&>() << std::declval<T const &>())>
const T& make_printable(const T& obj) {
    std::cout << "[const T& make_printable(obj)]";
    return obj;
}

当调用可以或者转换为字符串，或可以写入流的对象时，此代码有效，但是如果我有一个可以和转换成字符串并写入流的对象，代码会因为调用哪个函数的歧义而失败。

如何重写这些函数，或者解决这种歧义，使既可以转换为字符串又可以写入流的对象按原样输出？

Answer 1

How can I rewrite these functions, or resolve this ambiguity, so that objects which can be both converted into a string and written to a stream are output as-is?

如果可以添加一个间接级别，一种可能的方法是使用首选重载。

我的意思是...如果您为首选版本添加一个未使用的 int 参数，为另一个添加一个 long 参数

template<typename T, 
        typename StreamT = void, 
        typename = decltype(std::declval<T>().operator std::string())>
std::string make_printable (T const & obj, long)
 {                                     //  ^^^^ <-- long argument
   std::cout << "[std::string make_printable(obj)]";
   return (std::string)obj;
 }

template<
        typename T, 
        typename StreamT = std::ostream,
        typename = decltype(std::declval<StreamT&>() << std::declval<T const &>())>
T const & make_printable (T const & obj, int)
 {                                    // ^^^ <-- int argument
   std::cout << "[const T& make_printable(obj)]";
   return obj;
 }

并且如果您添加接收值的上层 make_printable() 并使用 int

传递它

template <typename T>
auto make_printable (T const & obj)
 { return make_printable(obj, 0); }

当两个较低级别的版本都可用时，第二个是首选，因为 int 比 long.

更适合 int

当只有一个低杠杆版本可用时，调用没有问题。

En passant：使用古老的 auto ... -> decltype() 方式来表达 return 类型，SFINAE 可以按以下方式应用于您的函数

template <typename T>
auto make_printable (T const & obj, long)
   -> decltype( obj.operator std::string() )
 {
   std::cout << "[std::string make_printable(obj)]";
   return (std::string)obj;
 }
template <typename T, typename StreamT = std::ostream>
auto make_printable (T const & obj, int)
   -> decltype( std::declval<StreamT>() << obj , obj )
 {
   std::cout << "[const T& make_printable(obj)]";
   return obj;
 }

我想这是个人品味的问题，但我觉得这种方式更简单一些。

Answer 2

基本思想是为流情况编写一个函数，为其他所有情况编写一个函数。后一个函数可以假定字符串转换，或者可以使用更多 SFINAE 对其进行测试。（正确的测试是 std::string(std::declval<T>())；没有理由将其限制为转换运算符。）

但是你不能只是从你的 string 重载中删除 SFINAE，因为这两个函数都不是更专业的。并且没有结构限制（即，可推导），您可以将其放在流重载中的模板参数上以使其更专业。

一如既往，答案是偏特化：因为默认模板参数是在之前添加的进行模板推导select偏特化，我们可以将它们用于SFINAE :

template<class T,class=std::ostream&>
struct printable {
  std::string make(const T& obj) {
    std::cout << "[std::string make_printable(obj)]";
    return (std::string)obj;
  }
};

template<typename T>
struct printable<T,decltype(std::declval<std::ostream&>() << std::declval<T const &>())> {
  const T& make(const T& obj) {
    std::cout << "[const T& make_printable(obj)]";
    return obj;
  }
};

template<class T>
auto make_printable(const T &t)
{return printable<T>::make(t);}

包装函数服务于单一名称和模板推导的通常目的（再次）。

Answer 3

你可以使用辅助函数 class 将 std::declval<StreamT&>() << std::declval<T const &>() 的有效性转换为常量 bool 类型，例如

template <typename T, 
          typename StreamT, 
          typename = void>
struct Can_output_directly : std::false_type {};

template <typename T, 
          typename StreamT>
struct Can_output_directly<T, StreamT, std::void_t<decltype(std::declval<StreamT&>() << std::declval<T const &>())>> : std::true_type {};
                                    // ^^^^^^^^^^^ C++17 feature

然后可以在第一个里面加一个模板参数make_printable:

template <typename T, 
          typename StreamT = std::ostream, // void -> std::ostream
          typename = decltype(std::declval<T>().operator std::string()),
          typename std::enable_if<!Can_output_directly<T, StreamT>::value, int>::type = 0> // note this parameter
std::string make_printable(const T& obj) {
    std::cout << "[std::string make_printable(obj)]";
    return (std::string)obj;
}

现在只有Can_output_directly<T, StreamT>::value为false才启用此功能模板，即不启用第二个功能模板。

C++ 中的重载歧义，用于自动将对象转换为 "printable" 格式

Overload ambiguity in C++ for automatically converting objects into a "printable" format

c++

overloading

sfinae

c++14