c++模板：成员专业化问题

Question

我正在尝试创建一个模板“AutoClass”，它创建具有任意成员集的任意类，例如：

AutoClass<int,int,double,double> a;
a.set(1,1);
a.set(0,2);
a.set(3,99.7);
std::cout << "Hello world! " << a.get(0) << " " << a.get(1) << " " << a.get(3) << std::endl;

现在我有一个带有工作“set”成员的 AutoClass：

class nothing {};

template <  typename T1 = nothing, typename T2 = nothing, typename T3 = nothing,
            typename T4 = nothing, typename T5 = nothing, typename T6 = nothing>
class AutoClass;

template <>
class AutoClass<nothing, nothing, nothing,
                nothing, nothing, nothing>
{
    public:
    template <typename U> void set(int n,U v){}
};

template <  typename T1, typename T2, typename T3,
            typename T4, typename T5, typename T6>
class AutoClass: AutoClass<T2,T3,T4,T5,T6>
{
    public:
    T1 V;
    template <typename U> void set(int n,U v)
    {
        if (n <= 0)
            V = v;
        else
            AutoClass<T2,T3,T4,T5,T6>::set(n-1,v);
    }
};

并且我开始在实现相应的“get ”。这种方法无法编译：

template <  typename T1, typename T2, typename T3,
            typename T4, typename T5, typename T6>
class AutoClass: AutoClass<T2,T3,T4,T5,T6>
{
    public:
    T1 V;
    template <typename U> void set(int n,U v)
    {
        if (n <= 0)
            V = v;
        else
            AutoClass<T2,T3,T4,T5,T6>::set(n-1,v);
    }
    template <typename W> W get(int n)
    {
        if (n <= 0)
            return V;
        else
            return AutoClass<T2,T3,T4,T5,T6>::get(n-1);
    }
    template <> T1 get(int n)
    {
        if (n <= 0)
            return V;
        else
            return AutoClass<T2,T3,T4,T5,T6>::get(n-1);
    }
};

此外，似乎我需要为 专业化实现 get 。关于如何解决这个问题有什么想法吗？

Answer 1

首先，我更喜欢 Boost.Fusion< /a> 到 Boost.Tuple 因为我认为它支持模板元编程和运行时算法的更好混合。

例如，我想向您展示一个小奇迹：

struct Name {}; extern const Name name;
struct GivenName {}; extern const GivenName givenName;
struct Age {}; extern const Age age;

class Person
{
public:
  template <class T>
  struct value
  {
    typedef typename boost::fusion::result_of::at_key<data_type const,T>::type type;
  };

  template <class T>
  struct has
  {
    typedef typename boost::fusion::result_of::has_key<data_type,T>::type type;
  };

  template <class T>
  typename value<T>::type
  get(T) { return boost::fusion::at_key<T>(mData); }

  template <class T>
  Person& set(T, typename value<T>::type v)
  {
    boost::fusion::at_key<T>(mData) = v; return *this;
  };

private:
  typedef boost::fusion::map <
    std::pair<Name, std::string>,
    std::pair<GivenName, std::string>,
    std::pair<Age, unsigned short>
  > data_type;
  data_type mData;
};

使用起来真的很有趣：

Person p;
p.set(name, "Rabbit").set(givenName, "Roger").set(age, 22);

嗯，我自己更喜欢按类建立索引而不是按索引，因为我可以传达含义并添加类型检查；）

Answer 2

我是否可以推荐使用 Boost 库的广泛（且经过良好测试和跨平台）模板魔法类集？听起来您要寻找的是 boost： ：元组。任何时候只要你可以不编写自己的代码（尤其是在使用模板的复杂情况下），你就应该使用别人的代码。

Answer 3

正如其他人提到的，您可能应该能够通过重用 Boost 或其他地方的现有实现来达到您想要的目的。

如果您要做的事情无法使用这些方法完成，或者您很好奇：

• 尝试将伪可变模板排除在实现之外，
• 请使用类型列表，而不是允许递归元函数等。
• 使用伪-如果需要的话，可变参数模板作为接口转发
  实现
• 在编译时尽可能多地执行，尤其是检查索引等。

为了方便起见，利用 MPL 的简单方法可能如下所示：

template<class Types, size_t N> struct holder 
  // recursively derive from holder types:
  : holder<Types, N-1> 
{
    typename boost::mpl::at_c<Types,N>::type value;
};

// specialization that terminates the recursive derivation:
template<class Types> struct holder<Types,0> {
    typename boost::mpl::at_c<Types,0>::type value;
};

template<class Types>
class AutoClass 
  // recursively derive from holder types:
  : holder<Types, boost::mpl::size<Types>::value-1>    
{
    enum { n = boost::mpl::size<Types>::value };
public:
    template<size_t N, class U> void set(const U& u) {
        // index check at compile time:
        BOOST_STATIC_ASSERT((N < n));
        // cast to responsible holder base:
        static_cast<holder<Types,N>*>(this)->value = u;
    }
    template<size_t N> typename boost::mpl::at_c<Types,N>::type get() const { 
        // index check at compile time:
        BOOST_STATIC_ASSERT((N < n));
        // cast to responsible holder base:
        return static_cast<const holder<Types,N>*>(this)->value;
    } 
};

用法：

typedef boost::mpl::vector<int,std::string> Types;
AutoClass<Types> a;

a.set<0>(42);
assert(a.get<0>() == 42);
a.set<1>("abcde");
assert(a.get<1>() == "abcde");

请记住，这仍然可以用伪可变模板包装最终用户的便利。

Answer 4

您需要实现<无，无...>因为你的基本情况。考虑：

template <typename W> W get(int n)
{
    if (n <= 0)
        return V;
    else
        return AutoClass<T2,T3,T4,T5,T6>::get(n-1);
}



考虑一下当您在 n 为 5 的完整 AutoClass 上调用此函数时会发生什么。它创建一个具有 5 个成员的 autoclass 并以 n = 4 调用......并再次调用，直到达到这一点：



template <typename W> W get(int n) // current autoclass is <T6,nothing,nothing...>
{
    if (n <= 0)
        return V;
    else
        return AutoClass<T2,T3,T4,T5,T6>::get(n-1); // this is <nothing, nothing...>
}



当然，对这个自动类的调用不会发生，但编译器无论如何都必须编译该代码，因为你已经告诉它了。
您还需要创建一个 AutoClass::get 因为 n 可能是 1093。
我在当前的界面中看不到解决这个问题的方法。如果将 n 放在模板参数中，则可以创建一个不会执行此操作的特殊情况。在这种情况下你不能。我认为您会遇到很多问题，因为您选择了这个很难解决的界面。例如，当 W 是 'int' 但 AutoClass::get(n-1) 返回 double 或更糟、完全不兼容的东西时会发生什么？