c++ - 满足特定条件时如何防止 C++ 模板类方法的实例化？

Question

我目前正在编写具有以下签名的通用 vector 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)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，使用 N != 3 实例化此模板，即使未引用运算符 ^，也会产生以下错误:

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

根据 the docs，错误消息的近端原因是, "只要第一个参数(条件)为真，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。"这里显然不满足(除非你的 vector 类型恰好包含 typedef something type; )。

你不需要lazy_...这里。根据文档，只有在第二个参数可能未定义时才需要这样做(例如，如果第二个参数是 typename foo<T>::bar ，并且 bar 类型没有为所有类型定义 T )。 vector (这里表示 vector<T, N> )将始终被定义。

所以一定要尝试摆脱 lazy_ ，或者创建一个什么都不做的特征类 template <typename T> struct nop { typedef T type; };并将第二个参数替换为 lazy_enable_if_c与 nop<vector> .但我猜你至少已经尝试过前者了。 :)

现在我明白为什么那行不通了。根据标准 14.7.1/1:

Unless a class template specialization has been explicitly instantiated (14.7.2) or explicitly specialized (14.7.3), the class template specialization is implicitly instantiated when the specialization is referenced in a context that requires a completely-defined object type or when the completeness of the class type affects the semantics of the program. The implicit instantiation of a class template specialization causes the implicit instantiation of the declarations, but not of the definitions or default arguments, of the class member functions, member classes, static data members and member templates;

所以任何导致类被实例化的东西都会尝试实例化所有方法的声明，这将在N != 3时失败。 .所以看起来你需要使用一个始终存在的方法来代替函数模板。别担心，任何像样的编译器仍然能够通过这个内联:

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);
    }
};

这会起作用，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)。