在使用SFINAE的模板类之外定义函数？

基础概念

SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）是C++模板元编程中的一个重要技术。它允许在模板实例化过程中，如果某个特化失败，编译器不会报错，而是继续尝试其他可能的特化。这使得我们可以根据不同的条件选择不同的模板实现。

类型

SFINAE主要用于以下几种类型：

基于类型的SFINAE：根据模板参数的类型特性选择不同的特化。
基于成员函数的SFINAE：根据类型是否具有某个成员函数选择不同的特化。
基于表达式的SFINAE：根据模板参数是否满足某个表达式选择不同的特化。

应用场景

SFINAE广泛应用于以下场景：

类型萃取：通过SFINAE可以提取类型的某些特性，如是否有某个成员函数、是否是某个类的派生类等。
策略模式：通过SFIN对不同的策略进行选择，实现不同的行为。
元编程：在编译时进行复杂的计算和决策。

问题与解决方案

问题：在使用SFINAE的模板类之外定义函数？

在某些情况下，我们可能希望在SFINAE的模板类之外定义函数，但仍然希望这些函数能够利用SFINAE的特性。这通常涉及到如何在模板类外部访问模板参数的特性。

解决方案

可以通过以下步骤解决这个问题：

定义一个辅助结构体：这个结构体用于检查模板参数的特性。
使用SFINAE技术：在辅助结构体中使用SFINAE技术来检查模板参数的特性。
在外部定义函数：在模板类之外定义函数，并使用辅助结构体的结果来选择不同的实现。

以下是一个示例代码：

#include <iostream>
#include <type_traits>

// 辅助结构体，用于检查类型是否有某个成员函数
template <typename T, typename = void>
struct has_member_function : std::false_type {};

template <typename T>
struct has_member_function<T, std::void_t<decltype(std::declval<T>().member_function())>> : std::true_type {};

// 模板类
template <typename T>
class MyClass {
public:
    void do_something() {
        if constexpr (has_member_function<T>::value) {
            std::cout << "Type has member function." << std::endl;
        } else {
            std::cout << "Type does not have member function." << std::endl;
        }
    }
};

// 在模板类之外定义函数
template <typename T>
void external_function(T& obj) {
    if constexpr (has_member_function<T>::value) {
        std::cout << "External function: Type has member function." << std::endl;
        obj.member_function();
    } else {
        std::cout << "External function: Type does not have member function." << std::endl;
    }
}

// 测试类
struct WithMemberFunction {
    void member_function() {
        std::cout << "Member function called." << std::endl;
    }
};

struct WithoutMemberFunction {};

int main() {
    MyClass<WithMemberFunction> obj1;
    obj1.do_something();

    MyClass<WithoutMemberFunction> obj2;
    obj2.do_something();

    WithMemberFunction wm;
    external_function(wm);

    WithoutMemberFunction wom;
    external_function(wom);

    return 0;
}