求助，问一个 c++模板推导的问题。

我想知道一个类里有没有定义 value_type，但是为什么 has_value_type_1 可以做到，has_value_type_2 做不到。查了半天了，还是没搞明白。

// c++98 version
#include <iostream>

struct false_type { const static bool value=false; };
struct true_type  { const static bool value=true;  };

template <typename> struct type_sink { typedef void type; };
template <typename, typename = void> struct has_value_type_1 : false_type {};
template <typename, typename = void> struct has_value_type_2 : false_type {};

template <typename T> struct has_value_type_1< T, typename type_sink< typename T::value_type >::type > : true_type {};
template <typename T> struct has_value_type_2< T, typename T::value_type > : true_type {};

struct A { typedef int value_type; };
struct B { };

template <typename T>
bool f_1(T) { return has_value_type_1<T>::value; }

template <typename T>
bool f_2(T) { return has_value_type_2<T>::value; }

#include <iostream>
int main()
{
    A a;
    B b;
    bool x[4] = {f_1(a), f_1(b), f_2(a), f_2(b)};
    for(int i=0;i<4;i++)
        std::cout<<x[i]<<' ';
    return 0;
}

yorTX9t

2017-09-03 22:22:51 +08:00

你用的是什么编译器？ VC 在 two phase name look up 的实现上有 bug，你用的是这个么？还没看代码，只是猜测。

gnaggnoyil

2017-09-03 22:45:13 +08:00

has_value_type2 的偏特化错了.has_value_type<A, void>并不能选取 has_value_type<A, int>作为自己的特化实例.

scinart

2017-09-03 23:02:28 +08:00

@yorTX9t 我 clang 4.0 和 gcc 7.1

@gnaggnoyil 我想偏特化，但是编译器没给我偏特化，所以是不是编译器应该给我报个错？但是我这没错没警告，那 clang 和 gcc 背后干了啥？

yorTX9t

2017-09-03 23:39:25 +08:00

```
//template <typename, typename = void> struct has_value_type_2 : false_type {};
template <typename, typename = int> struct has_value_type_2 : false_type {};
```

gnaggnoyil

2017-09-03 23:47:35 +08:00

@scinart 因为你 has_value_type2 的写法就弄出来了一个不偏特化也是 well-formed 的上下文啊……具体原因我 2L 已经说了,has_value_type2<A>因为是 has_value_type2<A, void>,而 void != typename A::value_type,所以是用的主模板版本进行的实例化.

scinart

2017-09-04 00:02:36 +08:00

@gnaggnoyil 我能理解它用主模板版本进行的实例化，我不理解的是，当编译器看到 has_value_type_2< A, int> 的时候，它是怎么做的。

我的理解是：has_value_type_2 需要两个模板参数，第二个不写则默认为 void

template <typename T> struct has_value_type_2 是一个 partial specialization，两个模板参数分别是 T, typename T::value_type

那么，从模板匹配上说，has_value_type<A, int>成功匹配上了 partial specialization 的模板，为什么还要使用主模板呢？

gnaggnoyil

2017-09-04 00:12:40 +08:00

@scinart 因为试图对偏特化模板进行匹配的实例不是 has_value_type2<A, int>,而是 has_value_type2<A, void>……你注意到主模板第二个参数的默认参数是什么了吗……

yorTX9t

2017-09-04 00:12:55 +08:00

@gnaggnoyil 我来说下我的理解吧。不一定正确，只供参考。

1. 在 template definition phase，也就是 two-phase name lookup 的 phase 1，编译器在处理 has_value_type_1<T>::value 和 has_value_type_2<T>::value 的时候，编译器寻找 non-dependent 的模板匹配，这时候 has_value_type_1<T> 和 has_value_type_2<T> 都被理解为从 false_type 里边继承的，因为 template <typename, typename = void> struct has_value_type_1 : false_type {} 不需要依赖任何模板参数。于是函数 template< typename T> bool f_1(T) { return has_value_type_1<T>::value; } 被理解为 template<typename T> bool f_1(T){ return has_value_type_1<T,void>::value; }; ； f_2(T) 也是如此，被理解为 has_value_type_2<T,void>::value;，因为编译器不能得知模板参数 T 的内部，因此后边的两个偏特化 template <typename T> struct has_value_type_1< T, typename type_sink< typename T::value_type >::type > : true_type {}; 和 template <typename T> struct has_value_type_2< T, typename T::value_type > : true_type {}; 都不会被处理。

2. 在 template instantiation phase，也就是 phase 2，编译器为 has_value_type_1<T,void> 寻找合适的匹配，这时候编译器看到了两个偏特化，一个写出来是 template< typename T = A > struct has_value_type_1<A,void>:true_type;，另一个写出来是 template< typename T = A > struct has_value_type_2<A,int>:true_type;。于是头一个被选中，替代 bool f_1(A) 中的那个 has_value_type_1<A,void>，于是为 true_type，而另外一个不变，还是 false type。

如果将主楼代码中的 template <typename> struct type_sink { typedef void type; }; 替换为 template <typename> struct type_sink { typedef int type; }; 那么所有的输出当为 false，因为偏特化时 has_value_type_1 也未被选中。

yorTX9t

2017-09-04 00:54:55 +08:00

@scinart 啊，上边的回复 at 错了人

yangff

2017-09-04 01:22:29 +08:00

因为你用模板的姿势有点偏差…… 首先你可能误解了模板的特化…… 模板的特化实际上是模式匹配，而不是某种自动填充……
你可以试试 template <class T> struct X {}; template<> struct X<int> {};在做的是当 X=int 的时候选择后一条路径做特化，而不是当我不填 T 的时候选择 T=int 来编译后面那个特化……你的 has_value_type_2 很明显是在干这件事…… 如果你想这么干，请用继承或者 typedef 之类的…… 看你的要求

其次你可能误解了模板的默认值

模板的默认值就是默认值，只要你不填这个参数他就永远是默认值……

然后你这里的问题是…… 你之所以能写 has_value_type_<T>实际上是因为你的 typename=void, 这个默认值和你怎么特化无关，也就是说也就是去掉这个=void，把你的模板参数完整写出来，你在写的其实一直都是 has_value_type_1<T, void> has_value_type_2<T, void>，你完全可以搞个 struct has_value_type_XX : has_value_type_1<T, void>来代替这个 typename=void，这样会显得更清晰一些……

然后我们来看你的 has_value_type_1
template <typename T> struct has_value_type_1< T, typename type_sink< typename T::value_type >::type > : true_type {};

不难注意到，如果 T 有 value_type，无论他的类型是什么，你始终通过 type_sink 对 has_value_type_1<T, void>做特化，使得它为 true
反之，如果 T 没有 value_type，由于 SFINAE，就不会有这条特化，从而去匹配 primary 也就是 struct has_value_type_1<T, typename = void> : false_type 这条路径，于是就可以得到正确结果

然后我们来看你的第二个写法，struct has_value_type_2<T, typename T::type_value>，那么 T::type_value 是啥？是 int，也就是说你特化了 has_value_type_2<T, int> : true_value ；而你调用的是啥？ has_value_type_2<T, void>，于是这里并不匹配，c++用的还是 has_value_type_2 : false_value 这条。从而你取到的还是 false，除非你显示使用 has_value_type_2<T, int>或者把 A 的 int 改成 void …… 这两者明显是不大靠谱的……

scinart

2017-09-04 02:42:21 +08:00

@yangff @yorTX9t 感谢回复，这下懂了。

然后再次感谢一下 @yangff 解释的太清楚了。

总结一下我的理解误差：我以为 template <typename T> struct has_value_type 是定义了一个只接受一个模板参数的特殊的 has_value_type，当编译器运到 has_value_type 只有一个模板参数时，会优先选择这个定义：

事实是：如上写法中 has_value_type 始终接受两个参数，第二个是 void，编译器找到主模板后再用模式匹配找 specialization，有则用之。