使用 std::is_same，为什么我的函数仍然不能用于 2 种类型

Question

我正在尝试编写一个可以打印堆栈和队列的函数，我的代码如下

template<typename Cont>
void print_container(Cont& cont){
    while(!cont.empty()){
        if(std::is_same<Cont, stack<int>>::value){
            auto elem = cont.top();
            std::cout << elem << '\n';
        } else {
            auto elem = cont.front();
            std::cout << elem << '\n';
        }
        cont.pop();
        std::cout << elem << '\n';
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    stack<int> stk;
    stk.push(1);
    stk.push(2);
    stk.push(3);
    queue<int> q;
    q.push(1);
    q.push(2);
    q.push(3);

    std::cout << "print stack" << endl;
    print_container(stk);
    std::cout << "print queue" << endl;
    print_container(q);

    return 0;
}

但它在这里不起作用，错误信息是：

demo_typeof.cpp:35:30: error: no member named 'front' in 'std::__1::stack<int, std::__1::deque<int, std::__1::allocator<int> > >'
            auto elem = cont.front();
                        ~~~~ ^
demo_typeof.cpp:52:5: note: in instantiation of function template specialization 'print_container<std::__1::stack<int, std::__1::deque<int, std::__1::allocator<int> > > >' requested here
    print_container(stk);
    ^
demo_typeof.cpp:32:30: error: no member named 'top' in 'std::__1::queue<int, std::__1::deque<int, std::__1::allocator<int> > >'
            auto elem = cont.top();
                        ~~~~ ^
demo_typeof.cpp:54:5: note: in instantiation of function template specialization 'print_container<std::__1::queue<int, std::__1::deque<int, std::__1::allocator<int> > > >' requested here
    print_container(q);
    ^
2 errors generated.

我知道这是有问题的，并且知道 C++ 是静态类型的并且没有太多的运行时支持。 但我想知道为什么这不起作用的具体原因，以及如何处理它。

PS：判断一个容器的类型的实际含义是：你可以通过传递一个队列容器而不是一个堆栈来简单地将一个DFS函数更改为BFS。 因此，BFS 和 DFS 可以共享大部分代码。

PPS：我在 C++ 11 环境中，但也欢迎对旧版或更新版标准的回答。

Answer 1

if - else语句的两个分支else必须是可编译的，而您的情况则不然。 基于部分专业化的许多可能的解决方案之一，即使在 C++98 中也应该工作：

template <typename Cont>
struct element_accessor;

template <typename T>
struct element_accessor<std::stack<T>> {
   const T& operator()(const std::stack<T>& s) const { return s.top(); }
};

template <typename T>
struct element_accessor<std::queue<T>> {
   const T& operator()(const std::queue<T>& q) const { return q.front(); }
};

template<typename Cont>
void print_container(Cont& cont){
   while(!cont.empty()){
      auto elem = element_accessor<Cont>{}(cont);
      std::cout << elem << '\n';
      cont.pop();
   }
}

---

带有if constexpr C++17 解决方案：

template<template<class> typename Cont, typename T>
void print_container(Cont<T>& cont){
   while(!cont.empty()){
      if constexpr (std::is_same_v<Cont<T>, std::stack<T>>) 
         std::cout << cont.top() << '\n';
      else if constexpr (std::is_same_v<Cont<T>, std::queue<T>>) 
         std::cout << cont.front() << '\n';
      cont.pop();
   }
}

Answer 2

我通过简单地使用重载来回答我自己的问题。

template<typename Elem>
Elem get_first_elem(stack<Elem>& cont){
    return cont.top();
}
template<typename Elem>
Elem get_first_elem(queue<Elem>& cont){
    return cont.front();
}

template<typename Cont>
void print_container(Cont& cont){
    while(!cont.empty()){
        auto elem = get_first_elem(cont);
        cont.pop();
        std::cout << elem << '\n';
    }
}

Answer 3

问题在于

if(std::is_same<Cont, stack<int>>::value)
    ...
else
    +++

如果...或+++无法编译，那么您就不能使用它。 即使您只能采用一个分支或其他两个分支都被编译，如果语法无效，则会出现编译器错误。 使用 C++17 的if constexpr虽然行为不同。 该条件将在编译时解决，只有被采用的分支才会被实际编译。 其余代码被丢弃。 切换到你的代码看起来像

template<typename Cont>
void print_container(Cont& cont){
    while(!cont.empty()){
        if constexpr(std::is_same<Cont, stack<int>>::value){
            auto elem = cont.top();
            std::cout << elem << '\n';
        } else {
            auto elem = cont.front();
            std::cout << elem << '\n';
        }
        cont.pop();
        std::cout << elem << '\n';
    }
}

Answer 4

如果你可以使用 C++17 那么你想要的是if constexpr

#include <stack>
#include <queue>
#include <iostream>

using namespace std;

template<typename Cont>
void print_container(Cont& cont){
    while(!cont.empty()){
        if constexpr(std::is_same<Cont, stack<int>>::value){
            auto elem = cont.top();
            std::cout << elem << '\n';
        } else {
            auto elem = cont.front();
            std::cout << elem << '\n';
        }
        cont.pop();
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    stack<int> stk;
    stk.push(1);
    stk.push(2);
    stk.push(3);
    queue<int> q;
    q.push(1);
    q.push(2);
    q.push(3);

    std::cout << "print stack" << endl;
    print_container(stk);
    std::cout << "print queue" << endl;
    print_container(q);

    return 0;
}