如何使用索引运算符为容器定义类型特征？

Question

我有以下类型特征来区分基本类型和容器类型：

template <typename T>
using enable_if_fundamental_t = std::enable_if_t<std::is_fundamental_v<T>>;

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

template <typename T>
struct is_container<
      T
    , std::void_t<
          typename T::value_type
        , typename T::size_type
        , typename T::allocator_type
        , typename T::iterator
        , typename T::const_iterator
        , decltype(std::declval<T>().size())
        , decltype(std::declval<T>().begin())
        , decltype(std::declval<T>().end())
        , decltype(std::declval<T>().cbegin())
        , decltype(std::declval<T>().cend())
        >
    > : std::true_type {};

template <typename T>
constexpr bool is_container_v = is_container<T>::value;

template <typename T>
using enable_if_container_t = std::enable_if_t<is_container_v<T>>;

它们与以下函数一起使用：

template <typename T, typename = enable_if_fundamental_t<T>>
void foo(T)
{
    std::cout << "This is a fundamental type" << std::endl;
}

template <typename C, typename = enable_if_container_t<C>>
void foo(const C& c)
{
    std::cout << "This is a container type" << std::endl;
}

使用以下参数：

std::list<std::uint32_t> l;
std::vector<std::uint32_t> v;
std::map<std::string, std::uint32_t> m;
std::unordered_map<std::string, std::uint32_t> um;
std::uint32_t i = 42;

foo(l);
foo(v);
foo(m);
foo(um);
foo(i);

而且它们工作正常。

现在我想区分超载 operator[] 的容器和其他容器。我尝试了以下代码：

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

template <typename T>
struct is_container_with_index_operator_with_size_type<
      T
    , std::void_t<
          enable_if_container_t<T>
        , decltype(std::declval<T>().operator[](std::declval<typename T::size_type>()))
        >
    > : std::true_type {};

template <typename T>
constexpr bool is_container_with_index_operator_with_size_type_v =
    is_container_with_index_operator_with_size_type<T>::value;

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

template <typename T>
struct is_container_with_index_operator_with_key_type<
      T
    , std::void_t<
          enable_if_container_t<T>
        , typename T::key_type
        , decltype(std::declval<T>().operator[](std::declval<typename T::key_type>()))
        >
    > : std::true_type {};

template <typename T>
constexpr bool is_container_with_index_operator_with_key_type_v =
    is_container_with_index_operator_with_key_type<T>::value;

template <typename T>
constexpr bool is_container_with_index_operator_v =
    is_container_with_index_operator_with_size_type_v<T> ||
    is_container_with_index_operator_with_key_type_v<T>;

template <typename T>
constexpr bool is_container_without_index_operator_v =
    is_container_v<T> &&
    !is_container_with_index_operator_v<T>;

template <class T>
using enable_if_container_with_index_operator_t =
    std::enable_if_t<is_container_with_index_operator_v<T>>;

template <class T>
using enable_if_container_without_index_operator_t =
    std::enable_if_t<is_container_without_index_operator_v<T>>;

具有以下重载：

template <typename T, typename = enable_if_fundamental_t<T>>
void foo(T)
{
    std::cout << "This is a fundamental type" << std::endl;
}

template <typename C, typename = enable_if_container_without_index_operator_t<C>>
void foo(const C&)
{
    std::cout << "This is a container type without index operator" << std::endl;
}

template <typename C, typename = enable_if_container_with_index_operator_t<C>>
void foo(const C&)
{
    std::cout << "This is a container type with index operator" << std::endl;
}

使用与上面相同的参数，它给我带来了错误：

error C2995: 'void foo(const C &)': function template has already been defined

我尝试了上面代码的几种变体，但我没能以正确的方式完成它。

如何以正确的方式做到这一点，是否有可能实现更简单的代码？例如，对于 operator[]?

使用 size_type 和 key_type 的容器，没有单独的元函数

我正在使用 Visual Studio 2017 版本 15.7.2 和 v141 工具集并启用 /std:c++17.

Answer 1

那是因为您不能仅根据默认模板参数值来重载函数。您可以通过以下方式重现：

template <typename T, typename = std::enable_if_t<(sizeof(T) > 2)>> void foo() {}
template <typename T, typename = std::enable_if_t<!(sizeof(T) > 2)>> void foo() {}
// error: redefinition of 'template<class T, class> void foo()'

一个可能的解决方案是在模板参数的类型中使用enable_if_t：

template <typename T, std::enable_if_t<(sizeof(T) > 2), int> = 0> void foo() {}
template <typename T, std::enable_if_t<!(sizeof(T) > 2), int> = 0> void foo() {}

或在 return 中输入：

template <typename T> std::enable_if_t<(sizeof(T) > 2)/*,void*/> foo() {}
template <typename T> std::enable_if_t<!(sizeof(T) > 2)/*,void*/> foo() {}

如何使用索引运算符为容器定义类型特征？

How to define type trait for containers with index operator?

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