c++ - 有没有为特定模板值添加成员变量的方法？

Question

我有这个数学 vector 结构:

template <size_t _Size, typename _NumType>
struct Vector {
    _NumType elements[_Size];

    //... Other stuff ...
};

我想根据 vector 中元素的数量添加变量。像这样:

_NumType& x = elements[0]; // Only if _Size >= 1
_NumType& y = elements[1]; // Only if _Size >= 2
_NumType& z = elements[2]; // Only if _Size >= 3

创建一个基类/结构然后扩展将是一个解决方案，但由于其他代码我不能这样做(它只会产生更多问题)。

我发现的另一个解决方案是做一些我认为称为部分模板特化的事情:

template <typename _NumType>
struct Vector<2U, _NumType> {
    _NumType& x = elements[0];
    _NumType& y = elements[1];

    //... Other stuff ...
};

此解决方案的问题是我必须为每个特化复制“其他内容”，这是我宁愿避免的(“其他内容”大约有 70 行代码)。

如果没有解决方案，我可以详细说明扩展基类的问题，但我希望这不是必需的。

Answer 1

部分模板特化可以完成这项工作，并且为了避免代码重复你必须拆分类，比如

template <size_t Size, typename T>
struct VectorData {
    T elements[Size];
};

template <typename T>
struct VectorData<2, T> {
    T elements[2];
    T& x = elements[0];
    T& y = elements[1];
};

template <typename T>
struct VectorData<3, T> {
    T elements[3];
    T& x = elements[0];
    T& y = elements[1];
    T& z = elements[2];
};

template <size_t Size, typename T>
struct Vector : VectorData<Size, T> {
    //... Other stuff ...
};

如果您更改对函数的引用，您可能会使用 SFINAE，并且从 C++20 开始，您甚至可能会放弃一些方法:

template <size_t Size, typename T>
struct Vector : VectorData<Size, T> {
    T elements[Size];

    T& x() requires (size == 2 || size == 3) { return elements[0]; }
    T& y() requires (size == 2 || size == 3) { return elements[0]; }
    T& z() requires (size == 3) { return elements[0]; }
    //... Other stuff ...
};