向非C ++程序员解释C ++ SFINAE
什么是C ++中的SFINAE？
你可以用一个对C ++不熟练的程序员来解释吗？ 此外，SFINAE对应于像Python这样的语言中的什么概念？
警告：这是一个非常长的解释，但希望它不仅解释了SFINAE的作用，还提供了一些关于何时以及为什么使用它的知识。
好的，为了解释这个，我们可能需要备份和解释一下模板。 众所周知，Python使用通常所说的鸭式打字 – 例如，当您调用一个函数时，只要X提供函数使用的所有操作，就可以将对象X传递给该函数。
在C ++中，普通（非模板）函数要求您指定参数的types。 如果你定义了一个如下的函数：
int plus1(int x) { return x + 1; } 您只能将该函数应用于int 。 事实上，它使用x的方式， 可以适用于其他types，如long或float没有区别 – 它只适用于一个int无论如何。
为了更接近Python的duck typing，你可以创build一个模板：
template <class T> T plus1(T x) { return x + 1; }
现在我们的plus1更像是在Python中 – 特别是我们可以很好地调用x + 1定义的任何types的对象x 。
现在考虑一下，例如我们想把一些对象写出来。 不幸的是，这些对象中的一些使用stream << object来写入stream << object ，而另一些则使用object.write(stream); 代替。 我们希望能够处理任何一个，而无需用户指定哪一个。 现在，模板专门化允许我们编写专门的模板，所以如果它是一种使用object.write(stream)语法的types，我们可以执行如下操作：
template <class T> std::ostream &write_object(T object, std::ostream &os) { return os << object; } template <> std::ostream &write_object(special_object object, std::ostream &os) { return object.write(os); }
对于一种types来说，这很好，如果我们想要足够糟糕的话，我们可以为所有不支持stream << object的types添加更多的特化，但是一旦（例如）用户添加了一个新的types，支持stream << object ，事情再次破裂。
我们想要的是一个方法来使用第一个专业化的任何对象，支持stream << object; ，但第二个是其他任何东西（尽pipe我们可能有时想为使用x.print(stream);对象添加第三个）。
我们可以用SFINAE做出这个决定。 要做到这一点，我们通常依靠一些其他古怪的C ++细节。 一个是使用sizeof运算符。 sizeof决定了一个types或expression式的大小，但是它通过查看所涉及的types而完全在编译时完成，而不用评估expression式本身。 例如，如果我有这样的东西：
int func() { return -1; }
我可以使用sizeof(func()) 。 在这种情况下， func()返回一个int ，所以sizeof(func())等于sizeof(int) 。
经常使用的第二个有趣的事情是数组的大小必须是正数， 而不是零。
现在，把它们放在一起，我们可以做这样的事情：
// stolen, more or less intact from: // http://stackoverflow.com/questions/2127693/sfinae-sizeof-detect-if-expression-compiles template<class T> T& ref(); template<class T> T val(); template<class T> struct has_inserter { template<class U> static char test(char(*)[sizeof(ref<std::ostream>() << val<U>())]); template<class U> static long test(...); enum { value = 1 == sizeof test<T>(0) }; typedef boost::integral_constant<bool, value> type; };
这里我们有两个test重载。 其中第二个需要一个variables参数列表（ ... ），这意味着它可以匹配任何types – 但它也是编译器在select一个重载时所做的最后一个select，所以它只会匹配，如果第一个不是 。 test的另一个重载更有趣一点：它定义了一个函数，该函数接受一个参数：返回char函数的指针数组，其中数组的大小（本质上）是sizeof(stream << object) 。 如果stream << object不是一个有效的expression式，那么sizeof将产生0，这意味着我们已经创build了一个大小为零的数组，这是不允许的。 这是SFINAE自己进入图片的地方。 尝试replaceU不支持operator<<的types将失败，因为它会产生一个零大小的数组。 但是，这不是一个错误 – 它只是意味着函数从超载集中消除。 因此，其他function是唯一可以在这种情况下使用的function。
然后在下面的enumexpression式中使用它 – 它看着从选定的test重载的返回值，并检查它是否等于1（如果是，这意味着函数返回char被选中，否则，函数返回long被选中）。
结果是has_inserter<type>::value将会是l如果我们可以使用some_ostream << object; 将编译，如果不会，则为0 。 然后，我们可以使用该值来控制模板专门化，以select正确的方式来写出特定types的值。
如果您有一些重载的模板函数，则在执行模板replace时，某些可能的候选对象可能无法编译，因为被replace的对象可能不具有正确的行为。 这不被认为是一个编程错误，失败的模板只是从该特定参数可用的集合中删除。
我不知道Python是否有类似的function，也不知道为什么非C ++程序员应该关心这个function。 但是如果你想了解更多关于模板的知识，最好的书就是C ++模板：完整指南 。
SFINAE是C ++编译器用于在重载parsing期间过滤出一些模板函数重载的原理（1）
当编译器parsing特定的函数调用时，它会考虑一系列可用的函数和函数模板声明来确定将使用哪一个。 基本上有两种机制可以做到这一点。 一个可以被描述为句法。 给定声明：
template <class T> void f(T); //1 template <class T> void f(T*); //2 template <class T> void f(std::complex<T>); //3
parsingf((int)1)将删除版本2和3，因为对于某些T ， int不等于complex<T>或T* 。 同样的， f(std::complex<float>(1))会移除第二个变体，而f((int*)&x)会移除第三个变体。 编译器通过试图从函数参数中推导出模板参数。 如果扣除失败（如T*中的int ），则超载将被丢弃。
我们想要这个的原因是显而易见的 – 我们可能希望为不同types做些微不同的事情（例如，一个复杂的绝对值由x*conj(x)计算，并产生一个实数，而不是一个复数，即不同于花车的计算）。
如果你之前做过一些声明式编程，这个机制与（Haskell）类似：
f Complex xy = ... f _ = ...
C ++更进一步的方式是，即使推导types正确，推导也可能失败，但是将其replace为另一个会产生一些“无意义的”结果（稍后更多）。 例如：
template <class T> void f(T t, int(*)[sizeof(T)-sizeof(int)] = 0);
当推导f('c') （我们用一个参数调用，因为第二个参数是隐含的）：
- 编译器将
T与char相提并论，这个char产生三个T作为char - 编译器将声明中的所有
Treplace为char。 这产生了void f(char t, int(*)[sizeof(char)-sizeof(int)] = 0)。 - 第二个参数的types是指向数组
int [sizeof(char)-sizeof(int)]指针。 这个数组的大小可能是例如。 -3（取决于你的平台）。 - 长度
<= 0数组无效，因此编译器会丢弃过载。 replace失败不是错误 ，编译器不会拒绝该程序。
最后，如果有多个函数超载，则编译器使用转换序列比较和模板的部分sorting来select一个“最好”的模板。
还有更多这样的“无意义的”结果，它们被列举在标准列表（C ++ 03）中。 在C ++ 0x中，SFINAE的领域扩展到几乎任何types的错误。
我不会写一个SFINAE错误的广泛列表，但一些最stream行的是：
- select一个没有它的types的嵌套types。 例如。
T = int或T = Atypename T::type其中A是没有称为type的嵌套types的type。 - 创build一个非正确大小的数组types。 举一个例子，看看这个litb的答案
- 创build一个不是类的types的成员指针。 例如。
int C::*forC = int
这个机制与我所知的其他编程语言中的任何东西都不相似。 如果你在Haskell中做类似的事情，你会使用更强大的守卫，但在C ++中是不可能的。
1：或者在讨论类模板时使用部分模板专门化
Python根本无法帮到你。 但是你说你已经基本熟悉模板了。
最基本的SFINAE结构是使用enable_if 。 唯一棘手的部分是class enable_if不封装 SFINAE，它只是暴露它。
template< bool enable > class enable_if { }; // enable_if contains nothing… template<> class enable_if< true > { // … unless argument is true… public: typedef void type; // … in which case there is a dummy definition }; template< bool b > // if "b" is true, typename enable_if< b >::type function() {} //the dummy exists: success template< bool b > typename enable_if< ! b >::type function() {} // dummy does not exist: failure /* But Substitution Failure Is Not An Error! So, first definition is used and second, although redundant and nonsensical, is quietly ignored. */ int main() { function< true >(); }
在SFINAE中，有一些结构设置了一个错误条件（ class enable_if here）和一些并行的，否则冲突的定义。 除了一个定义之外，一些错误会发生，编译器会select并使用，而不会抱怨其他错误。
什么样的错误是可以接受的，只是最近才被标准化的一个主要细节，但是你似乎并没有问这个问题。
Python中没有任何东西与SFINAE类似。 Python没有模板，当解决模板特化时，肯定没有基于参数的函数parsing。 函数查找完全由Python中的名字完成。
