抠腚爱揉曼 Coding Iron Man

SFINAE

什么是SFINAE

在C++中有很多的编程技巧（Trick），SFINAE就是其中一种，他的全义可以翻译为“匹配失败并不是一个错误（Substitution failure is not an error）”。简单来说他就是专门利用编译器匹配失败的一种技巧。

案例

比如我们想实现一个通用的函数叫AnyToString，他可以实现任意类型的数据转成字符串：

template<typename ValueType>
char* AnyToString(const ValueType& value);

我们更希望这个函数能检查ValueType类型自己有没有ToString方法，如果有就直接调用，没有的话就采取通用的处理方案。但是C++没有反射机制，不能像C#那样通过TypeInfo来检查，更没有像Java那样纯粹的OOP，从最基类就定义了ToString方法，下面的子类只用负责重载。
所以我们希望能有一种方法能让C++也能检查某个类型是否定义了某个成员函数，这就可以用到SFINAE。

解决方案

C++的模板匹配有个特点，编译器始终会寻找类型匹配最精确的模板。当然并不一定所有的模板都能匹配，一旦有某个模板匹配不成功，编译器会自动尝试别的候选模板。要是所有的都不成功那编译器就匹配失败。有的时候我们想故意跳过某些精确度高模板匹配，而使用精确度低的模板，这个时候就可以利用SFINAE故意让编译器匹配失败。
回到案例，我们希望检查一个类型是否有ToString方法，例如：

class A
{
    char* ToString();
};

class B
{
};

这时我们在代码里面写A::ToString，自然没有什么问题，但是如果写B::ToString的话编译将告诉你找不到这个符号。我们可以利用这个错误来跳过某些模板的匹配，而使得别的模板可以得到匹配。例如以下代码：

template<typename ClassType>
struct HasToStringFunction
{
    typedef struct { char[2]; } Yes;
    typedef struct { char[1]; } No;

    template<typename FooType, char* (FooType::*)()>
    struct FuncMatcher;

    template<typename FooType>
    static Yes Tester(FuncMatcher<FooType, &FooType::ToString>*);

    template<typename FooType>
    static No Tester(...);

    enum
    {
        Result = sizeof(Tester<ClassType>(NULL)) == sizeof(Yes)
    };
};

bool a_has_tostring = HasToStringFunction<A>::Result;   // True
bool b_has_tostring = HasToStringFunction<B>::Result;   // False

这里有两个Tester方法，第一个的匹配精度高于第二个的。
当编译器解析“Tester<ClassType>(NULL)”的时候，编译器首先会尝试用ClassType以及他的一个ClassType::ToString方法去实例化一个FuncMatcher类型来匹配第一个Tester函数。对于A来说，这是能通过的。
但是对于B来说，因为其没有ToString方法，所以不能用B以及不存在的B::ToString来实例化FuncMatcher。
这个时候编译器实际上就已经发现错误了，但是根据SFINAE原则这个只能算是模板匹配失败，不能算错误，所以编译器会跳过这次对FuncMatcher的匹配。但是跳过了以后也就没有别的匹配了，所以整个第一个Tester来说对B都是不能匹配成功的，这个时候优先级比较低的第二个Tester自然就能匹配上了。我们就可以利用这一点来实现我们最开始的想要AnyToString方法：

template<bool>
struct AnyToStringAdviser;

template<>
struct AnyToStringAdviser<true>
{
    template<typename ValueType>
    static char* ToString(const ValueType& value)
    {
        return value.ToString();
    }
}

template<>
struct AnyToStringAdviser<false>
{
    template<typename ValueType>
    static char* ToString(const ValueType& value)
    {
        /* Generic process */
    }
}

template<typename ValueType>
char* AnyToString(const ValueType& value)
{
    return AnyToStringAdviser
        <
            HasToStringFunction<ValueType>::Result
        >
        ::ToString(value);
}