面试题：C++ 中 SFINAE 在模板函数重载中的应用

Question

请解释什么是 SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error），并举例说明在 C++ 模板函数重载中，如何利用 SFINAE 机制，根据传入参数的类型来选择合适的模板函数实例化。例如，设计两个模板函数，一个处理整数类型，一个处理浮点数类型，通过 SFINAE 来决定调用哪个函数。

Answer 1

SFINAE 解释

SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）是 C++ 模板元编程中的一种机制。当编译器在实例化模板时，如果在替换模板参数的过程中发生类型替换失败，编译器不会将其视为错误，而是继续寻找其他可行的模板重载，只有在找不到任何可行的模板重载时才会报错。

示例代码

#include <iostream>
#include <type_traits>

// 辅助模板类，用于判断类型是否为整数
template <typename T>
struct is_integer_type : std::false_type {};

template <>
struct is_integer_type<int> : std::true_type {};

// 处理整数类型的模板函数
template <typename T, typename = std::enable_if_t<is_integer_type<T>::value>>
void process(T num) {
    std::cout << "Processing integer: " << num << std::endl;
}

// 处理浮点数类型的模板函数
template <typename T, typename = std::enable_if_t<!is_integer_type<T>::value && std::is_floating_point_v<T>>>
void process(T num) {
    std::cout << "Processing floating - point: " << num << std::endl;
}

int main() {
    int intValue = 10;
    double doubleValue = 3.14;

    process(intValue);
    process(doubleValue);

    return 0;
}

在上述代码中：

1. is_integer_type 是一个类型特征模板类，用于判断类型是否为 int。
2. 两个 process 模板函数使用 std::enable_if_t 结合 is_integer_type 来决定模板是否可行。
3. 在 main 函数中，根据传入参数的类型，编译器会选择合适的 process 函数实例化并调用。如果传入整数，调用处理整数的 process 函数；如果传入浮点数，调用处理浮点数的 process 函数。