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介绍

我刚刚开始阅读和研究 SFINAE。为了提高我的理解力,我开始自己尝试一些事情。

所以我一直想知道一个有用但简单的方法来使用 SFINAE 强大的技巧,我最终想到了一组函数来计算给定类型占用多少字节;只要我们处理简单的类型,解决方案就很简单:

template <typename T> size_t SizeOf(const T &t)
{
    return sizeof(T);
};

这种幼稚的近似值将得到任何东西的大小:1 代表char,可能 4 代表int,希望 4 代表char[4]以及任何用于class PrettyAwesomestruct AmazingStuff包括填充字节的东西。但是,这种类型管理的动态内存呢?

所以我会检查给定的类型是否是指针类型,那么总大小将是指针的大小加上指向内存的大小(如果有的话)。

template <typename T> size_t SizeOf(const T &*t)
{
    size_t Result = sizeof(t);

    if (t)
    {
        Result += sizeof(T);
    }

    return Result;
};

是的,在这一点上似乎根本不需要 SFINAE,但是,让我们考虑一下容器。SizeOfa 容器必须是其每个sizeof(container_type)元素的大小之和的总和,这就是 SFINAE 进入的地方:

template <typename T> size_t SizeOf(const T &t)
{
    size_t Result = sizeof(t);

    for (T::const_iterator i = t.begin(); i != t.end(); ++i)
    {
        Result += SizeOf(*i);
    }

    return Result;
};

在上面的代码中,检测 tyeT类型是否const_iterator需要 a ,并且容器是一个映射,也需要对 pair 的特化。

问题

最后,问题从这里开始:我尝试了什么,遇到了什么问题?

#include <type_traits>
#include <string>
#include <map>
#include <iostream>
#include <vector>

// Iterable class detector
template <typename T> class is_iterable
{
    template <typename U> static char has_iterator(typename U::const_iterator *);
    template <typename U> static long has_iterator(...);

    public:
    enum
    {
        value = (sizeof(has_iterator<T>(0)) == sizeof(char))
    };
};

// Pair class detector
template <typename T> class is_pair
{
    template <typename U> static char has_first(typename U::first_type *);
    template <typename U> static long has_first(...);
    template <typename U> static char has_second(typename U::second_type *);
    template <typename U> static long has_second(...);

    public:
    enum
    {
        value = (sizeof(has_first<T>(0)) == sizeof(char)) && (sizeof(has_second<T>(0)) == sizeof(char))
    };
};

// Pointer specialization.
template <typename T> typename std::enable_if<std::is_pointer<T>::value, size_t>::type SizeOf(const T &aValue)
{
    size_t Result = sizeof(aValue);

    if (aValue)
    {
        Result += sizeof(T);
    }

    return Result;
}

// Iterable class specialization.
template <typename T> typename std::enable_if<is_iterable<T>::value, size_t>::type SizeOf(const T &aValue)
{
    size_t Result = sizeof(aValue);

    for (T::const_iterator I = aValue.begin(); I != aValue.end(); ++I)
    {
        Result += SizeOf(*I);
    }

    return Result;
}

// Pair specialization.
template <typename T> typename std::enable_if<is_pair<T>::value, size_t>::type SizeOf(const T &aValue)
{
    return SizeOf(aValue.first) + SizeOf(aValue.second);
}

// Array specialization.
template <typename T> typename std::enable_if<std::is_array<T>::value, size_t>::type SizeOf(const T &aValue)
{
    size_t Result = sizeof(aValue);

    for (T *I = std::begin(aValue); I != std::end(aValue); ++I)
    {
        SizeOf(*I);
    }

    return Result;
}

// Other types.
template <typename T> typename std::enable_if<std::is_pod<T>::value, size_t>::type SizeOf(const T &aValue)
{
    return sizeof(aValue);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int Int;
    int *IntPtr = &Int;
    int twoints[2] = {0, 0};
    int *twointpointers[2] = {IntPtr};
    std::string SO("StackOverflow");
    std::wstring WSO(L"StackOverflow");
    std::map<std::string, char> m;
    std::vector<float> vf;

    m[SO] = 'a';

    std::cout << "1: " << SizeOf(Int) << '\n';
    // std::cout << "2: " << SizeOf(IntPtr) << '\n';
    // std::cout << "3: " << SizeOf(twoints) << '\n';
    // std::cout << "4: " << SizeOf(twointpointers) << '\n';
    std::cout << "5: " << SizeOf(SO) << '\n';
    std::cout << "6: " << SizeOf(WSO) << '\n';
    std::cout << "7: " << SizeOf(m) << '\n';
    std::cout << "8: " << SizeOf(vf) << '\n';

    return 0;
}

上面的代码产生这个输出:

1: 4
5: 45
6: 58
7: 66
8: 20
  1. 如果我取消注释带有 2、3 和 4 输出的行,编译器会显示“模糊调用”错误。我真的以为输出 2 将使用is_pointer专业化,而输出 3 和 4 将使用is_array专业化。好吧,我错了,但我不知道为什么

  2. 我对获取容器总大小的方式不满意,我认为迭代所有项目并SizeOf为每个项目调用是一个不错的选择,但不是所有容器,std::basic_string这样做sizeof(container) + sizeof(container::value_type) * container.size()会更快,但我无法意识到如何专攻basic_string

  3. 谈到检测类(比如检测可迭代和配对的类),在一些关于 SFINAE 的博客文章和网络示例中,我看到这是创建 atrue_typefalse_type typedefs 的常见做法,通常定义为charand char[2]; 但我发现有些作者使用charand longastrue_typefalse_type. 任何人都知道哪一个是最佳实践或最标准的一个

请注意,我不是在寻找诸如为什么不尝试“此库”或“此工具”之类的答案,我的目标是练习和理解 SFINAE,欢迎提供任何线索和建议。

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3 回答 3

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关于问题 #3,我认为在 C++11 中,使用它decltype而不是sizeof获取诸如and之类的整数常量要干净得多(也更清楚) 。std::true_typestd::false_type

例如,您的is_iterable

#include <type_traits> // std::true_type, std::false_type

// Iterable class detector
template <typename T> class is_iterable {
  template <typename U> static std::true_type test(typename U::const_iterator *);
  template <typename U> static std::false_type test(...);

public:
   // Using decltype in separate typedef because of gcc 4.6 bug:
   // http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=6709
   typedef decltype(test<T>(0)) result_type;
   static const bool value = result_type::value;
};
于 2012-09-20T07:35:11.637 回答
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1.您应该阅读 C++11 中的 POD 概念。POD 类型元素的数组或指向 POD 类型元素的指针是 POD 类型 http://en.cppreference.com/w/cpp/concept/PODType

例如以下代码将编译良好http://liveworkspace.org/code/81627f5acb546c1fb73a69c45f7cf8ec

2.这样的事情可以帮助你

template<typename T>
struct is_string
{
   enum
   {
      value = false
   };
};

template<typename Char, typename Traits, typename Alloc>
struct is_string<std::basic_string<Char, Traits, Alloc>>
{
   enum
   {
      value = true
   };
};

功能

// Iterable class specialization.
template <typename T> typename std::enable_if<is_iterable<T>::value && !is_string<T>::value, size_t>::type SizeOf(const T &aValue)
{
    size_t Result = sizeof(aValue);

    for (typename T::const_iterator I = aValue.begin(); I != aValue.end(); ++I)
    {
        Result += SizeOf(*I);
    }

    return Result;
}

template <typename T> typename std::enable_if<is_string<T>::value, size_t>::type SizeOf(const T& aValue)
{
   return sizeof(aValue) + sizeof(typename T::value_type) * aValue.length();
}

3.标准中没有信息,sizeof(long)不应该等于sizeof(char),但sizeof(char)不能等于sizeof(char[2]),所以,我认为第二种变体更好。

于 2012-09-20T06:50:36.697 回答
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  1. 您对指针等的“专业化”实际上不是专业化。它们是超载的。

  2. 编译器首先执行重载决议,然后才检查特化。形式上没有“模棱两可的专业化”之类的东西。您的案例 2,3 和 4 在重载解决方案中已经失败,正是因为您没有专长。

  3. 重载解决方案仅取决于参数类型。您的重载仅在返回类型上有所不同。当然,某些重载可能会被禁用,但您需要禁用除一个之外的所有重载。目前,POD 阵列支持您的 POD 和阵列重载。

  4. 对于容器,更好的解决方案可能是使用Container.size().

  5. char[2]是首选,因为sizeof(long)根据标准可以为 1。

一个没有问的问题,无论如何我都会回答,是“我应该如何编写数组重载”?诀窍是对数组的引用:

template<typename T, unsigned N> 
constexpr size_t SizeOf(const T (&aValue)[N])
{
  // return N * sizeof(T); If you want to do the work yourself
  return sizeof(aValue); // But why bother?
}
于 2012-09-20T08:43:06.230 回答