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C++新经典模板与泛型编程：SFINAE替换失败并不是一个错误

news 2025/8/6 9:26:02

替换失败并不是一个错误（SFINAE）

SFINAE是一个英文简称，全称为Substitution Failure is not an Error，翻译成中文就是“替换失败并不是一个错误”。
SFINAE可以看作C++语言的一种特性或模板设计中要遵循的一个重要原则，非常重要，务必要理解好。
这个特性显然还是针对函数模板的重载而言的。例如，前面代码中既有对myfunc()函数的实现，又有对myfunc()函数模板的实现，那么当调用myfunc()时，编译器如何选择呢？编译器首先必须要针对函数模板确定哪些具体的模板参数比较合适。例如，调用myfunc(15);时，对于myfunc()函数模板，编译器会认为类型模板参数T应该为int类型才比较合适，此时，编译器就会用int这个类型替换myfunc()函数模板中的T，替换完毕之后，编译器会根据一套自己内部的规则判断到底是调用myfunc()函数模板合适，还是调用myfunc()函数合适。总之，编译器最终的目的就是看调用谁合适，是函数还是函数模板。
但是，对于函数模板，当用一个具体类型替换模板参数时，可能会产生意想不到的问题，如产生一些毫无意义的甚至是看起来语法上错误的代码，对于这些代码，编译器的处理方法并不一定是报错，有可能是忽略，编译器认为这个函数模板不匹配针对本次的函数调用，就当这个函数模板不存在一样（想象去机场接某个客人，接机者会根据样貌分辨客人，发现样貌不像的，会直接忽略此人），转而去选择其他更匹配的函数或函数模板。这就是所谓的“替换失败并不是一个错误”这个说法的由来。看一个范例，首先写一个名为mydouble()的函数模板：
为什么是这种错误呢？不难想象，当调用mydouble()的时候，因为传入的是一个数字15，所以编译器认为15是int类型比较合适，于是，编译器就会用int替换mydouble()函数模板中的T。一般来说，编译器做这个替换只会替换函数模板的声明部分，函数体部分编译器不会去替换，替换之后，大概mydouble()函数模板的声明部分就应该如下。

int::size_type mydouble(const int& t);

这个语法显然是错误的，要是直接写这行代码，编译器会报如下错误

"size_type": 不是"global namespace’"的成员`

但是，因为这里编译器只是尝试用int类型替换mydouble()函数模板得到的结果代码，所以编译器其实并不认为mydouble()函数模板有错，这就是所谓的“替换失败并不是一个错误”（替换失败就失败了，对于int类型，并不存在size_type成员，那没准对于其他类型就存在size_type成员呢），但为什么报“mydouble”:未找到匹配的重载函数的错误呢？这是因为在main()主函数中对mydouble()进行调用的时候，mydouble()这个函数模板不合适，但又找不到其他适合调用的mydouble()，所以编译器才会报这个错误。要解决这个报错问题，提供一个适合调用的mydouble()函数就可以了，增加如下mydouble()函数：

#include "killCmake.h"using namespace std;template<typename T>
typename T::size_type my_double(const T& t)
{return t[0] * 2;
}int my_double(int i)
{return i * 2;
}int main()
{my_double(15);return 0;
}

这样，mydouble(15);代码行就会直接调用mydouble()函数。
如果在main()主函数中添加代码：

#include "killCmake.h"#include <vector>
using namespace std;template<typename T>
typename T::size_type my_double(const T& t)
{return t[0] * 2;
}int my_double(int i)
{return i * 2;
}int main()
{// error C2672: “my_double”: 未找到匹配的重载函数my_double(15);std::vector<int> my_vec;my_vec.push_back(15);std::cout << my_double(my_vec) << std::endl;return 0;
}