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c++ - void 参数上模板特化的 C++ 类型推导失败

问题描述

我创建了一个模板类，其中构造函数采用 std::function 对象。第一个模板参数表示该函数的返回值。第二个参数定义该函数的参数类型。

#include <functional>

//Base
template<class R, class Arg>
class Executor {
    public:      
        Executor(std::function<R(Arg)> function) 
            : mFunction(function)  
        {}

    private:
        std::function<R(Arg)> mFunction;
};

//Specialization1
template<class Arg>
class Executor<void, Arg> {
    public:      
        Executor(std::function<void(Arg)> function) 
            : mFunction(function)  
        {}

    private:
        std::function<void(Arg)> mFunction;
};

//Specialization2
template<class R>
class Executor<R, void> {
    public:      
        Executor(std::function<R()> function) 
            : mFunction(function)  
        {}

    private:
        std::function<R()> mFunction;
};

int testBase(float value) {
    return 5;
}

void testSpecialization1(float value) {}

int testSpecialization2() {
    return 22;
}

int main() {
    Executor executorBase{std::function(testBase)};
    
    Executor executorSpecialization1{std::function(testSpecialization1)};
    
    //Executor<int, void> executorSpecialization2{std::function(testSpecialization2)}; // Compiles
    Executor executorSpecialization2{std::function(testSpecialization2)}; // Doesn't compile. Uses Base. template<class R, class Arg>
}

在使用函数 std::function<int()> 时，请参阅 executorSpecialization2，编译器会抱怨：

main.cpp: In function 'int main()':
main.cpp:55:72: error: class template argument deduction failed:
   55 |     Executor executorSpecialization2{std::function(testSpecialization2)}; // Doesn't compile. Uses Base. template<class R, class Arg>
      |                                                                        ^
main.cpp:55:72: error: no matching function for call to 'Executor(std::function<int()>)'
main.cpp:7:9: note: candidate: 'template<class R, class Arg> Executor(std::function<R(Arg)>)-> Executor<R, Arg>'
    7 |         Executor(std::function<R(Arg)> function)
      |         ^~~~~~~~
main.cpp:7:9: note:   template argument deduction/substitution failed:
main.cpp:55:72: note:   candidate expects 1 argument, 0 provided
   55 |     Executor executorSpecialization2{std::function(testSpecialization2)}; // Doesn't compile. Uses Base. template<class R, class Arg>
      |                                                                        ^
main.cpp:5:7: note: candidate: 'template<class R, class Arg> Executor(Executor<R, Arg>)-> Executor<R, Arg>'
    5 | class Executor {
      |       ^~~~~~~~
main.cpp:5:7: note:   template argument deduction/substitution failed:
main.cpp:55:72: note:   'std::function<int()>' is not derived from 'Executor<R, Arg>'
   55 |     Executor executorSpecialization2{std::function(testSpecialization2)}; // Doesn't compile. Uses Base. template<class R, class Arg>
      |

它尝试使用基本版本。但当然缺少第二个参数。如果我指定它编译的模板参数。

那么为什么为 executorSpecialization2 选择基本模板呢？甚至可以在不需要传递模板参数的情况下对 void 使用类型推导吗？

谢谢

标签： c++templatesc++17

解决方案

当您使用Executor没有像 in 这样的显式模板参数的名称时，C++ 通常会尝试通过类模板参数推导（或 CTAD）Executor<int, float>来弄清楚您的意思。此过程不查看任何类模板特化（部分或显式），只查看主模板。

主模板具有构造函数Executor(std::function<R(Arg)> function);。这足以确定R和Arg用于类型std::function<int(float)>和的参数std::function<void(float)>。这只是为了确定什么R和Arg用于Executor，然后适用专业化的正常考虑，因此第二个对象确实使用了Executor<void, Arg>专业化。

但是看到 type std::function<int()>，那不匹配std::function<R(Arg)>，所以 CTAD 失败。（虽然您可以拼写一个空函数参数列表，其(void)含义与 相同()，但这是一个需要非依赖void类型的特殊规则，并且不适用于恰好具有类型的模板参数void。）

但是您可以通过编写“演绎指南”来协助 CTAD：

template <class R>
Executor(std::function<R()>) -> Executor<R, void>;

除了主模板的构造函数之外，还使用了演绎指南。现在std::function<int()>void 类型的参数与推导指南匹配，编译器确定R应该是int，并使用Executor<int, void>，这是由第二个部分特化定义的。

看到它在 coliru 上工作。

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