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c++ - 检查（全局）函数是否存在，但不允许隐式转换

问题描述

考虑这个简单的检查是否定义了（全局）函数：

template <typename T>
concept has_f = requires ( const T& t ) { Function( t ); };
// later use in MyClass<T>:
if constexpr ( has_f<T> ) Function( value );

不幸的是，这允许隐式转换。这显然是一个很大的混乱风险。

问题：如何检查 Function( const T& t ) 是否“明确”存在？

就像是

if constexpr ( std::is_same_v<decltype( Function( t ) ), void> )

应该没有隐式转换，但我无法让它工作。

注意：概念方法的重点是摆脱旧的“检测模式”并简化。

标签： c++functiontemplatesimplicit-conversionc++20

解决方案

在解释如何做到这一点之前，我将解释为什么你不应该这样做。

您提到了“旧的'检测模式'”，但没有添加任何关于您所指内容的细节。有很多 C++ 用户有时使用的惯用语可以做一些事情，比如检测一个函数是否接受一个特定的参数。您认为其中哪些算作“检测模式”尚不清楚。

然而，绝大多数这些习惯用法的存在是为了一个特定的、单一的目的：查看具有给定参数集的特定函数调用是否是有效的、合法的 C++ 代码。他们并不真正关心函数是否完全需要T；专门测试T只是其中一些习语如何产生重要信息。即是否可以将 a 传递T给所述函数。

寻找特定的函数签名几乎总是达到目的的手段，而不是最终目标。

概念，特别是需要表达的，是目的本身。它允许您直接提出问题。因为真的，你不在乎是否Function有一个带T;的参数。你关心是否Function(t)是合法的代码。具体如何发生是一个实现细节。

我能想到有人可能想要将模板限制在精确签名（而不是参数匹配）上的唯一原因是为了打败隐式转换。但是你真的不应该尝试破坏这样的基本语言特性。如果有人编写的类型可以隐式转换为另一种类型，则他们有权享受这种转换带来的好处，正如语言所定义的那样。也就是说，能够以多种方式使用它，就好像它是其他类型一样。

也就是说，如果Function(t)受约束的模板代码实际上要执行的操作，那么该模板的用户有权提供使该编译器处于 C++ 语言限制范围内的代码。不在您对该语言中哪些功能好坏的个人想法的范围内。

概念不像基类，你决定每个方法的确切签名，用户必须严格遵守。概念是约束模板定义的模式。概念约束中的表达式是您希望在模板中使用的表达式。如果您计划在受该概念约束的模板中使用表达式，则只能将表达式放入概念中。

您不使用函数签名；你调用函数。因此，您限制了可以使用哪些参数调用哪些函数的概念。您是在说“您必须让我这样做”，而不是“提供此签名”。

话虽如此......你想要的通常是不可能的;）

您可以使用多种机制来实现它，但它们都不能在所有情况下都完全符合您的要求。

函数的名称解析为由所有可以调用的函数组成的重载集。当且仅当该签名是重载集中的函数之一时，此名称才能转换为指向特定函数签名的指针。所以理论上，你可以这样做：

template <typename T>
concept has_f = requires () { static_cast<void (*)(T const&)>(&Function); };

但是，由于名称Function不依赖于（就TC++ 而言），它必须在模板的两阶段名称查找的第一遍中解析。Function这意味着您打算关心的任何和所有重载都必须在定义之前 声明，而不仅仅是用适当的.has_fT

我认为这足以声明这是一种非功能性的解决方案。即使它有效，它也只会在 3 种情况下“有效”：

  1. Function已知/必须是实际函数，而不是具有operator()重载的全局对象。因此，如果提供者T想要提供一个全局仿函数而不是常规函数（出于多种原因），则此方法将不起作用，即使它Function(t)是 100% 完全有效、合法的，并且不会执行对某些人而言的那些可怕的隐式转换理由必须停止。

  2. 该表达式Function(t)不应使用 ADL 来查找Function要调用的实际值。

  3. Function不是模板函数。

这些可能性中没有一种与隐式转换有关。如果你要调用Function(t)，那么 ADL 100% 可以找到它，模板参数推导来实例化它，或者用户用一些全局 lambda 来实现它。

您的第二个最佳选择是依靠重载解决方案的工作原理。C++ 仅允许在运算符重载中进行单个用户定义的转换。因此，您可以创建一种类型，该类型将在函数调用表达式中使用该用户定义的转换来代替T. 这种转变应该是对T自身的转变。

你会像这样使用它：

template<typename T>
class udc_killer
{
public:
  //Will never be called.
  operator T const&();
};

template <typename T>
concept has_f = requires () { Function(udc_killer<T>{}); };

这当然仍然保留标准转换，因此您无法区分采用floatif Tis的函数int或来自基类的派生类。您也无法检测Function在第一个参数之后是否有任何默认参数。

总的来说，你仍然没有检测到签名，只是调用能力。因为这就是你开始时应该关心的一切。

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