C++20中别名模板的模板实参推导指南问题

想要为别名化的类模板推导模板实参，有资料提到C++20支持该特性，但简单别名的推导方法无法适配逻辑更复杂的别名场景，且我们希望仅在使用别名时触发特定推导规则。

简单别名的可行推导示例 #

对于直接重命名的别名，C++20中可以通过给原类模板添加推导指引实现：

template <typename T> struct Bar { Bar(T); };
template <typename T> using Foo = Bar<T>;

template <typename T> Bar(T) -> Bar<T>; // 推导指南

Foo f{42}; // 正确推导为Bar<int>

复杂别名的推导问题 #

当别名的逻辑更复杂时（如下方BarVec是MyVector<Bar<T>>的别名），直接给别名写推导指引会报错，而给原类模板添加全局推导指引会影响所有原类的使用：

template <typename T> struct MyVector{ MyVector(T); };
template <typename T> struct Bar { Bar(T); };
template <typename T> using BarVec = MyVector<Bar<T>>;

// 需求：BarVec(int)推导为MyVector<Bar<int>>，但MyVector(int)仍推导为MyVector<int>

// 尝试1：直接给别名写推导指引，编译器报错
template<typename T> BarVec(T) -> BarVec<T>;
// 错误：无法为别名模板指定推导指南

// 尝试2：给原类添加推导指引，但会影响所有MyVector的使用
template<typename T> MyVector(T) -> MyVector<Bar<T>>;
// 所有MyVector(T)都会生成MyVector<Bar<T>>，不符合需求

BarVec bv{42}; // 期望推导为MyVector<Bar<int>>
MyVector mv{42}; // 期望推导为MyVector<int>

解决方案：将别名改为继承式类模板 #

由于C++20不支持直接给别名模板添加推导指引，我们可以把BarVec从别名改为继承自MyVector<Bar<T>>的类模板，这样就能给它添加专属的推导指引，同时不影响原MyVector的推导行为：

template <typename T> struct MyVector{ MyVector(T); };
template <typename T> struct Bar { Bar(T); };

// 将别名改为继承类模板
template <typename T>
struct BarVec : MyVector<Bar<T>> {
    // 继承原类的构造函数
    using MyVector<Bar<T>>::MyVector;
};

// 给BarVec添加专属推导指引
template <typename T>
BarVec(T) -> BarVec<T>;

// 使用验证
BarVec bv{42}; // 正确推导为BarVec<int>，即MyVector<Bar<int>>
MyVector mv{42}; // 正确推导为MyVector<int>

替代方案：使用推导辅助函数 #

如果不想修改别名的定义，可以创建一个推导辅助函数，通过函数模板推导来生成目标类型：

template <typename T> struct MyVector{ MyVector(T); };
template <typename T> struct Bar { Bar(T); };
template <typename T> using BarVec = MyVector<Bar<T>>;

// 推导辅助函数
template <typename T>
auto make_bar_vec(T&& t) -> BarVec<T> {
    return BarVec<T>(std::forward<T>(t));
}

// 使用验证
auto bv = make_bar_vec(42); // 推导为MyVector<Bar<int>>
MyVector mv{42}; // 推导为MyVector<int>

内容的提问来源于stack exchange，提问作者igel