如何防止 C++ 的实例化当满足特定条件时模板类方法？

Question

我目前正在编写一个具有以下签名的通用向量模板类（几何实体，而不是容器）......

template< typename T, unsigned N >
class vector
{...}

其中 T 是算术类型，N 是维度。我想将叉积定义为运算符 ^ 的重载（位于类定义内部），并仅在 N == 3 时启用它。我现在拥有的是：

typename boost::lazy_enable_if_c< (N == 3), vector >::type
inline operator ^(const vector &rhs) const
{
    vector ret;
    ret(0) = val_[1] * rhs(2) - val_[2] * rhs(1);
    ret(1) = val_[2] * rhs(0) - val_[0] * rhs(2);
    ret(2) = val_[0] * rhs(1) - val_[1] * rhs(0);
    return ret;
}

不幸的是，用 N != 3 实例化此模板，甚至尽管未引用运算符 ^，但会产生以下错误：

error: no type named ‘type’ in ‘struct boost::lazy_enable_if_c < false, flare::math::vector < flare::math::fixed < short int, 8u >, 2u > >’

我做错了什么？在这种情况下是否有 boost::enable_if 的替代方案？

非常感谢。

Answer 1

错误消息的最接近原因是，根据 文档< /a>, “当第一个参数（条件）为 true 时，lazy_enable_if 的第二个参数必须是定义名为 type 的嵌套类型的类类型。”这显然不满足于此（除非您的 vector 类型恰好包含 typedef some type;）。

这里不需要 lazy_... 。根据文档，仅当第二个参数未定义时才需要（例如，如果第二个参数是 typename foo::bar，并且 bar 类型是没有为所有类型T定义）。 vector（这里的意思是vector）将始终被定义。

因此，一定要尝试摆脱 lazy_，或者创建一个不做任何事的特征类 template; struct nop { typedef T 类型; }; 并将第二个参数替换为 lazy_enable_if_c 为 nop。但我猜你至少已经尝试过前者。 :)

现在我明白为什么这不起作用了。根据标准 14.7.1/1：

除非类模板
专业化已经明确
实例化（14.7.2）或显式
专门化（14.7.3），类
模板特化是隐式的
当专业化时实例化
在上下文中引用
需要一个完全定义的对象
类型或当完整性
类类型影响语义
程序。隐含的
类模板的实例化
专业化导致隐含的
声明的实例化，但是
不属于定义或默认值
类成员的参数
函数、成员类、静态数据
成员和成员模板；

因此，任何导致类被实例化的事情都会尝试实例化所有方法的声明，当 N != 3 时，这将失败。因此，您似乎需要使用始终存在的方法来将其交给函数模板。别担心，任何像样的编译器仍然能够通过此内联：

template< typename T, unsigned N > class vector;   // Fwd decl.

template< typename T, unsigned N >
inline boost::enable_if_c< (N == 3), vector<T, N> >::type
magic(const vector<T, N>& lhs, const vector<T, N>& rhs) {
    /* Do the calculation as before... */
    return ret;
}

template< typename T, unsigned N >
class vector {
    ...
    inline vector operator ^(const vector &rhs) const {
        return magic(*this, rhs);
    }
};

这将起作用，因为成员函数定义不会被实例化，除非它们被实际调用（或者它们的地址被获取等）。

Answer 2

我相信你的问题是“位于类定义内”。我认为如果通过函数而不是方法重载运算符，麻烦会更少。

我认为一旦你切换到一个函数，也可能只需要简单的旧专业化而不是增强魔法，但我对此不太确定。