C++14模板类隐式构造/转换 无需TypeIdentity技巧实现方法

问题根因 #

该问题本质是C++模板实参推导的规则限制：

• 模板参数推导阶段，编译器不会考虑隐式类型转换，只有推导完成后的重载决议阶段才会处理隐式转换
• 把operator==定义为独立模板函数时，两个参数都会参与模板参数推导：当其中一个参数是const T*类型时，无法匹配const B<T>&，推导直接失败，不会触发后续的隐式构造
• TypeIdentity的作用是将第二个参数放入非推导上下文，模板参数T完全由第一个参数确定，因此第二个参数可以正常触发隐式构造

无元编程依赖的实现方案 #

最简洁的C++14兼容方案是将operator==定义为模板类的内部友元非模板函数，示例代码如下：

#include <cassert>
#include <iostream>

template <typename T>
struct C {
    C(const T *aze) { std::cout << "C<T> ctor\n"; }
    // 内部友元函数，不属于模板，每个C<T>实例对应一个固定参数的operator==
    friend bool operator==(const C& lhs, const C& rhs) {
        std::cout << "C<T>==C<T>\n";
        return true;
    }
};

// 不需要额外的TypeIdentity定义，也不需要写两份左右参数交换的重载

int main() {
    // 所有断言都可正常通过，行为和普通类A完全一致
    assert(C<char>{"aze"} == "xrb");
    assert("xrb" == C<char>{"aze"});
    assert(C<const char>{"aze"} == "xrb");
    assert(C<char>{"aze"} == C<char>{"xrb"});
}

方案说明 #

1. 该实现下operator==不是模板函数，每个C<T>的实例都会生成一个参数为const C<T>&, const C<T>&的普通比较函数
2. 调用比较运算符时，只要有一个操作数是确定的C<T>类型，编译器就能通过ADL找到对应的比较函数，不需要再做模板参数推导
3. 此时另一个操作数如果是const T*类型，就可以正常触发构造函数做隐式转换，和普通类A的行为完全一致
4. 无需额外编写左右参数交换的两份重载，也不需要任何元编程技巧，C++14环境完全支持

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Etienne M