匹配任何类型参数的 C++ 可变参数模板模板参数

Question

我想知道是否可以编写一个模板函数，它可以将任何其他任意模板作为参数并正确匹配模板名称(即不仅仅是生成的类)。我所知道的工作是这样的:

template<template<typename ...> class TemplateT, typename... TemplateP>
void f(const TemplateT<TemplateP...>& param);

例如匹配 f(std::vector<int>())或 f(std::list<int>())但不适用于 f(std::array<int, 3>()) , 因为第二个参数是 size_t并且没有类型。

现在我猜一个人可以做一些疯狂的事情，比如:

template<template<typename ...> class TemplateT, size... Sizes, typename... TemplateP>
void f(const TemplateT<Sizes..., TemplateP...>& param);

希望编译器能够正确导出 TemplateP省略号或 Sizes省略号为空。但它不仅丑陋，而且仍然适用于采用类型或 size_t 的模板。参数。它仍然无法匹配任意模板，例如 bool参数。

重载方法也是如此:

template<template<typename ...> class TemplateT, typename... TemplateP>
void f(const TemplateT<TemplateP...>& param);

template<template<typename ...> class TemplateT, size... Sizes>
void f(const TemplateT<Sizes...>& param);

此外，如果我们想混合 size_t，这种方法将不起作用和 typenames .因此，匹配任何内容所需的内容是这样的，省略号中允许的内容完全没有限制:

template<template<...> class TemplateT, ... Anything>
void f(const TemplateT<Anything...>& param);

该语法不起作用，但也许还有其他语法可以定义这样的东西？

这主要是我想知道该语言有什么可能，认为它实际上可能有用，如果您有不同的模板，其中第一个参数始终是固定的，并且您想根据返回类型和保留一切。像这样的:

template<
    template<typename ValueT, ...> class TemplateT,
    ... Anything,
    typename ValueT,
    typename ResultT = decltype(some_operation_on_value_t(std::declval<ValueT>())>
TemplateT<ResultT, Anything...> f(const TemplateT<ValueT, Anything...>& in);

那么，有什么方法可以使用模式匹配以完全通用的方式完成这项工作？

这不是纯粹的思想实验，因为我被困住的用例是创建在容器上运行的纯函数原语，并将隐式构造不可变的结果容器。如果结果容器有不同的数据类型，我们需要知道容器操作的类型，所以对任何容器的唯一要求是模板的第一个参数需要是输入类型，以便可以用不同的类型替换在结果中输出类型，但代码应该忽略之后出现的任何模板参数，并且不应该关心它是类型还是值。

Answer 1

您有趣的构造有两个级别的可变参数模板。

• 一个外部可变参数模板参数列表TemplateP & Sizes对于函数模板
• 作为模板参数的模板参数的内部参数包TemplateT , 一个类模板

首先我们看一下内部TemplateT类:为什么省略号运算符不能匹配 TemplateT< int, 2 > 之类的东西?好吧，该标准在 §14.5.3 中将可变参数模板定义为

template<class ... Types> struct Tuple { };
template<T ...Values> struct Tuple2 { };

第一种情况下的模板参数包可能仅匹配类型，而在第二种情况下仅类型为T的值.特别是，

Tuple < 0 >    error;  // error, 0 is not a type!
Tuple < T, 0 > error2; // T is a type, but zero is not!
Tuple2< T >    error3; // error, T is not a value
Tuple2< T, 0 > error4; // error, T is not a value

都是畸形的。此外，不可能退回到类似的东西

template<class ... Types, size_t ...Sizes> struct Tuple { };

因为 §14.1.11 中的标准状态:

If a template-parameter of a primary class template or alias template is a template parameter pack, it shall be the last template-parameter. A template parameter pack of a function template shall not be followed by another template parameter unless that template parameter can be deduced from the parameter-type-list of the function template or has a default argument (14.8.2).

换句话说，对于类模板，只有一个可变参数包可能出现在定义中。因此，上面的(双)变量类定义格式不正确。因为内部类总是需要这样的组合，所以不可能写出你想象的一般的东西。

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什么可以挽救？对于外部函数模板，可以将一些分片放在一起，但你不会喜欢它。只要可以从第一个参数包推导出第二个参数包，就可能出现两个参数包(在函数模板中)。因此，像

这样的函数

template < typename... Args, size_t... N > void g(const std::array< Args, N > &...arr);
g(std::array< double, 3 >(), std::array< int, 5>());

是允许的，因为可以推导出整数值。当然，这必须针对每种容器类型进行专门化，这与您的想象相去甚远。