C++17中不包含<variant>时，能否用SFINAE实现std::variant检测函数？

能不能定义一个对模板参数做检查的函数，专门针对std::variant做处理，但定义这个函数的时候不用包含头文件？当然，要让这个实现有实际意义，variant类型必须是完整类型，但核心问题是能不能在使用该函数之前就完成定义。

你给出的原始方案在C++17里不可行，问题出在std::variant_size_v<T>这一行：在定义get_size_if_variant函数时，头文件还未被包含，std::variant_size_v这个模板变量根本没有被声明。哪怕是在if constexpr的分支中，编译器在模板定义阶段会先进行名字查找，而不是等到实例化阶段才处理，所以这行代码会直接触发编译错误。

可行的修正方案 #

要实现目标，我们可以把依赖std::variant的逻辑延迟到被包含之后再实例化，比如通过模板特化拆分逻辑：

#include <type_traits>

// 试探性判断是否为variant的trait，不依赖<variant>头文件
template<typename T, typename = void> 
struct is_variant : std::false_type {};

template<typename T> 
struct is_variant<T, std::void_t<decltype(std::declval<T>().valueless_by_exception())>> 
    : std::true_type {};

// 基础模板：处理非variant类型
template<typename T, bool = is_variant<T>::value>
struct variant_size_helper {
    static constexpr int value = -1;
};

// 前置声明variant特化版本，此时无需<variant>
template<typename... Ts>
struct variant_size_helper<std::variant<Ts...>, true>;

// 目标函数：定义时不依赖<variant>
template<typename T>
int get_size_if_variant() {
    return variant_size_helper<T>::value;
}

// 在此处包含<variant>，补全特化模板的实现
#include <variant>
#include <iostream>

template<typename... Ts>
struct variant_size_helper<std::variant<Ts...>, true> {
    static constexpr int value = std::variant_size_v<std::variant<Ts...>>;
};

int main() {
    std::cout << get_size_if_variant<std::variant<int, float, std::string>>() << std::endl; // 输出3
    std::cout << get_size_if_variant<bool>() << std::endl; // 输出-1
    return 0;
}

方案可行性说明 #

这个修正后的方案在C++17中完全可行，原因如下：

• is_variant trait通过检测valueless_by_exception()成员函数判断类型是否为std::variant（这是std::variant的特有成员），定义时不需要头文件。
• variant_size_helper的基础模板和前置声明不涉及任何std::variant的具体符号，所以可以在包含前定义。
• get_size_if_variant函数只依赖variant_size_helper，定义时无需。
• 当包含后，我们补全特化模板的实现，此时std::variant_size_v已经可见。只有当模板参数T是std::variant时，编译器才会实例化这个特化版本，此时所有依赖的符号都已存在。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Donald Ninetyfive