c++ - 出现在可变模板参数包的任何位置的类型的类模板的部分特化

Question

我已经定义了一个作为整数的类型。我想为我的类型定义 std::common_type 的特化。然而，这个特化应该能够给出 bounded_integer (我的类)的 common_type 与任意数量的其他 bounded_integer 或内置整数类型的参数的组合。我希望以下代码全部有效:

std::common_type<bounded_integer<1, 10>>::type
std::common_type<bounded_integer<1, 10>, int>::type
std::common_type<int, long, bounded_integer<1, 10>>::type
std::common_type<int, int, long, short, long long, short, bounded_integer<1, 10>, int, short, short, short, ..., short, bounded_integer<1, 10>>::type

我第一次尝试解决这个问题是使用 enable_if。然而，我意识到这不允许我与 common_type 的库定义区分开来，因为我所拥有的本质上是

#include <type_traits>

class C {};

template<typename T, typename... Ts>
class contains_c {
public:
        static constexpr bool value = contains_c<T>::value or contains_c<Ts...>::value;
};
template<typename T>
class contains_c<T> {
public:
        static constexpr bool value = std::is_same<T, C>::value;
};

namespace std {

template<typename... Args, typename std::enable_if<contains_c<Args...>::value>::type>
class common_type<Args...> {
public:
        using type = C;
};

}       // namespace std

int main() {
}

“部分特化”实际上只是“任何参数”，它并不比我们拥有的更专业。

所以看起来唯一的解决方案是要求我的用户执行以下操作之一:

1. 始终将 bounded_integer 作为 common_type 的第一个参数
2. 始终使用我的 make_bounded(内置整数值)函数将它们的整数转换为 bounded_integer(因此不要将 common_type 专门用于内置类型与 bounded_integer 的组合)
3. 永远不要将 bounded_integer 放在大于 N 的位置，其中 N 是我确定的某个数字，类似于 Visual Studio 的旧可变参数模板解决方法

3 看起来像这样:

// all_bounded_integer_or_integral and all_are_integral defined elsewhere with obvious definitions
template<intmax_t minimum, intmax_t maximum, typename... Ts, typename = type std::enable_if<all_bounded_integer_or_integral<Ts...>::value>::type>
class common_type<bounded_integer<minimum, maximum>, Ts...> {
};
template<typename T1, intmax_t minimum, intmax_t maximum, typename... Ts, typename = typename std::enable_if<all_are_integral<T1>::value>::type, typename = typename std::enable_if<all_bounded_integer_or_builtin<Ts...>::value>::type>
class common_type<T1, bounded_integer<minimum, maximum>, Ts...> {
};
template<typename T1, typename T2, intmax_t minimum, intmax_t maximum, typename... Ts, typename = typename std::enable_if<all_are_integral<T1, T2>::value>::type, typename = typename std::enable_if<all_bounded_integer_or_builtin<Ts...>::value>::type>
class common_type<T1, T2, bounded_integer<minimum, maximum>, Ts...> {
};
// etc.

对于我无法更改其原始定义的类，是否有更好的方法来实现此目的(当所有类型都满足一个条件并且任何类型都满足另一个条件时的模板特化)？

编辑:

根据答案，我的问题还不够清楚。

首先，预期行为:

如果有人调用 std::common_type 并且所有类型都是 bounded_integer 的实例或内置数字类型，我希望结果是一个 bounded_integer，它具有所有可能的最小值中的最小值和最大值所有可能的最大值。

问题:

当有人对任意数量的 bounded_integer 调用 std::common_type 时，我有一个可行的解决方案。但是，如果我只特化两个参数的版本，那么我会遇到以下问题:

std::common_type<int, unsigned, bounded_integer<0, std::numeric_limits<unsigned>::max() + 1>

应该给我

bounded_integer<std::numeric_limits<int>::min(), std::numeric_limits<unsigned>::max() + 1>

然而，事实并非如此。它首先将 common_type 应用于 int和 unsigned ，它遵循标准积分提升规则，给出 unsigned .然后它返回 common_type 的结果与 unsigned和我的 bounded_integer , 给予

bounded_integer<0, std::numeric_limits<unsigned>::max() + 1>

所以通过添加 unsigned到参数包的中间，即使它对结果类型绝对没有影响(它的范围完全包含在所有其他类型的范围内)，它仍然会影响结果。我能想到的防止这种情况的唯一方法是专门化 std::common_type对于任意数量的内置整数，后跟 bounded_integer , 后跟任意数量的内置整数或 bounded_integer .

我的问题是:我怎样才能做到这一点而不必通过手动写出任意数量的参数后跟一个 bounded_integer 来近似它？后跟一个参数包，或者这是不可能的？

编辑 2:

common_type 会给出错误值的原因可以用这个遵循标准的推理来解释(引用自 N3337)

common_type的 int和 unsigned是unsigned .例如:http://ideone.com/9IxKIW .标准语可在§ 20.9.7.6/3 中找到，其中 common_type两个值的是

typedef decltype(true ? declval<T>() : declval<U>()) type;

在 § 5.16/6 中，它说

The second and third operands have arithmetic or enumeration type; the usual arithmetic conversions are performed to bring them to a common type, and the result is of that type.

通常的算术转换在 § 5/9 中定义为

Otherwise, if the operand that has unsigned integer type has rank greater than or equal to the rank of the type of the other operand, the operand with signed integer type shall be converted to the type of the operand with unsigned integer type.

Answer 1

std::common_type 将其自身的双参数特化外推到 n 参数情况。您只需要专门化两个参数的情况。

template< typename other, int low, int high >
struct common_type< other, ::my::ranged_integer< low, high > > {
    using type = other;
};

template< typename other, int low, int high >
struct common_type< ::my::ranged_integer< low, high >, other > {
    using type = other;
};

template< int low, int high >
struct common_type< ::my::ranged_integer< low, high >,
                    ::my::ranged_integer< low, high > > {
    using type = ::my::ranged_integer< low, high >;
};

这使得不同范围整数之间的 common_type 未定义。我想您可以使用 min 和 max 来完成。

如果你的类支持继承，你也可以制作一个is_ranged_integer trait。

不要忘记将您的库放在命名空间中。