C++14 SFINAE 解引用迭代器

原問題：編寫函數f(r)，若r為迭代器，則返回f(*r)，否則返回r。

摘要：

問題：

• 什麼是迭代器？

  • 迭代器是c++中的一個概念，若類型It滿足以下條件，則It為迭代器類型

    • 可拷貝構造（CopyConstructible）

    • 可拷貝賦值（CopyAssignable）

    • 可析構（Destructibale）

    • 左值It對象可交換（Swappable）

    • std::iterator_traits<It>含如下類型成員：value_type, difference_type, reference, pointer和iterator_category

    • 對於It的左值r，如下表達式合法且具有指定含義：

      • *r 返回值類型：unspecified 前置條件：r可解引用

      • ++r 返回值類型： It & 前置條件：r可自增

在後續實現中，將放寬迭代器的要求：對左值r，設若*r合法，則r有迭代器類型。意即：

編寫函數f(r)，若左值r可被解引用，返回f(*r)，否則返回r。

問題分析：

f的返回值類型需要隨實際參數的變化而改變。例如：若實際參數類型為int *，則返回值類型為int， 若實際參數類型為int **，則返回值類型為int *。不同形參，不同返回值的同名函數聲明可通過重載來實現。

由於迭代器有無限多種，也無法預知用戶代碼會傳遞哪些類型的迭代器，手動添加這些重載是不現實的。需要藉助編譯器來根據調用自動“生成”（模板實例化）這些函數重載。

結合以上兩點，f的聲明應為含一個模板類型參數的函數模板。在編譯時，由編譯器根據各調用的實際參數，來生成並調用實現對應功能的函數。

• 若類型T的左值可被解引用，則實例化函數模板（1）

  template <class T>
  auto f(T r) {
    return f(*r);
  }

• 否則實例化函數模板（2）

  template <class T>
  auto f(T r) {
    return r;
  }

問題：

• 如何使得兩個模板“互斥”。

  • 方案1：通過SFINAE。當表達式e（檢驗r是否可被解引用）為真時，啟用函數模板1。否則啟用函數模板2
  • 方案2：通過SFINAE。當表達式e（檢驗r是否可被解引用）為真時，啟用函數模板1。而函數模板2總是可用，但其重載匹配的優先順序低於由函數模板1（模板1的調用為Exact match，模板2的調用需要Conversion）
    

   

實現（方案2）：

 1 #include <cassert>
 2 
 3 #include <type_traits>
 4 #include <utility>
 5 
 6 template <class T>
 7 auto f(T x, ...) {
 8   return x;
 9 }
10 
11 template <class T, class = decltype(*std::declval<T>())>
12 auto f(T x, int) {
13   return f(*x, 0);
14 }
15 
16 int main() {
17   int x = 3, *p = &x;
18   assert(f(&p, 0)==3);
19   
20   return 0;
21 }

正文：

從略。

FAQ：

參考資料：

http://en.cppreference.com/w/cpp/concept/Iterator

http://en.cppreference.com/w/cpp/language/overload_resolution (return type deduction)

http://en.cppreference.com/w/cpp/utility/declval

http://en.cppreference.com/w/cpp/language/overload_resolution

http://en.cppreference.com/w/cpp/language/template_argument_deduction