c++ - 许多功能的相同模板

Question

大家好(新年快乐!)

我正在用 C++ 编写一个(不是真的)简单项目(我的第一个项目，来自纯 C)。我想知道是否有一种方法可以简化具有相同模板模式的多个函数的定义。我觉得举个例子更能说明问题。

上下文

假设我有一个“Set”类，它表示一个数字列表，定义为

template <class T>
class Set {
    static_assert(std::is_arithmetic<T>(), "Template argument must be an arithmetic type.");
    T *_address;
    ...
}

所以如果我有一个实例(比如说 Set<double> )和一个数组 U array[N] , 其中U是另一种算术类型，N是一个整数，我希望能够执行一些操作，例如将数组的值分配给 Set 的值.因此我在类中创建了函数模板

template <class U, int N>
void assign(U (&s)[N]) {
    static_assert(std::is_arithmetic<U>(), "Template argument must be an arithmetic type.");
    errlog(E_BAD_ARRAY_SIZE, N == _size);
    idx_t i = 0;
    do {
        _address[i] = value[i];
    } while (++i < size);
}

问题

就我的测试而言，上面的代码工作得很好。但是我发现它真的很难看，因为我需要 static_assert以确保仅将算术类型作为参数(参数 U )，我需要一种方法来确定数组大小(参数 N )。另外，我还没有完成 assign功能，但我需要很多其他功能，例如 add , multiply , scalar_product等等等等!

第一种解决方案

然后我想知道是否有更漂亮的方法来编写这种类。经过一些工作后，我想出了一个预处理器指令:

#define arithmetic_v(_U_, _N_, _DECL_, ...)                                             \
        template <class U, idx_t N> _DECL_                                              \  
        {                                                                               \
            static_assert(std::is_arithmetic<U>(),"Rvalue is not an arithmetic type."); \
            errlog(E_BAD_ARRAY_SIZE, N == _size);                                       \
            __VA_ARGS__                                                                 \
        }

因此将我的函数定义为

arithmetic_v(U, N,
             void assign(U (&value)[N]),
                 idx_t i = 0;
                 do {
                     _address[i] = value[i];
                 } while (++i < _size);
             )

这在某种程度上更清晰，但仍然不是最好的，因为我被迫丢失了包裹函数主体的括号(必须在函数本身内包含 static_assert 以使模板参数 U 在范围内).

问题

我找到的解决方案似乎工作得很好并且代码比以前更具可读性，但是......我不能使用另一个结构允许我构建所有函数的更清晰的定义并仍然保留static_assert一 block 和关于数组大小的信息？为我需要的每个功能重复一次模板代码真的很难看......

致谢

我只是想了解这种语言，因此非常感谢有关此论点的任何其他信息。我已经尽我所能地进行了搜索，但找不到任何东西(也许我只是想不出合适的关键字来询问谷歌以找到相关的东西)。在此先感谢您的帮助，祝大家新年快乐!

詹卢卡

Answer 1

我强烈建议不要使用宏，除非没有办法绕过它们(我能想到的一种情况是获取行号以进行调试)。来自 Google C++ 风格指南 (http://google-styleguide.googlecode.com/svn/trunk/cppguide.xml#Preprocessor_Macros):

Macros mean that the code you see is not the same as the code the compiler sees. This can introduce unexpected behavior, especially since macros have global scope.

我真的不明白你为什么考虑使用 static_assert丑陋的。还有另一种方法可以确保模板仅适用于使用 SFINAE 的某些类型。

template <class T, class Enable = void>
class X;

template <class T>
class X<T, typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value>::type> {
};

而且你可以使用 using 来做得更漂亮声明(无双关语意):

template <class T>
using enable_if_integral_t = typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value>::type;

template <class T, class Enable = void>
class X;

template <class T>
class X<T, enable_if_integral_t<T>> {
};

现在

X<int> x; // ok, int is integral
X<float> y; // compile error

SFINAE(替换失败不是错误)是 C++ 中的一项功能，如果模板特化失败，您不会收到错误。

template <bool Cond, class T = void> struct enable_if .类型T作为成员类型启用 enable_if::type如果Cond是真的。否则，enable_if::type没有定义。所以对于浮点类型 is_integral是假的，enable_if::type不存在，所以模板特化

template <class T>
class X<T, typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value>::type>

失败，但改用通用模板

template <class T, class Enable = void>
class X;

已声明但未定义。

这很有用，因为您可以拥有更多特化，例如:

template <class T>
using enable_if_integral_t = typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value>::type;

template <class T>
using enable_if_floating_t = typename std::enable_if<std::is_floating_point<T>::value>::type;


template <class T, class Enable = void>
class X;

template <class T>
class X<T, enable_if_integral_t<T>> {
};
template <class T>
class X<T, enable_if_floating_t<T>> {
};

希望您至少觉得这很有趣。

新年快乐!

编辑

Where should I put the <T, enable_if_integral_t<T>> in a function definition? I can only get this done with class templates...

对于函数，enable_if::type 可以是返回类型。例如，如果 f 返回 int ，你可以有:

#include <type_traits>

template <class T>
typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value, int>::type f(T a) {
    return 2 * a;
}

int main() {
    f(3); // OK
    f(3.4); // error
    return 0;
}

和 using :

#include <type_traits>

template <class T, class Return = void>
using enable_if_integral_t = typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value, Return>::type;

template <class T>
enable_if_integral_t<T, int> f(T a) {
    return 2 * a;
}

int main() {

    f(3); // OK
    f(3.4); // Error
    return 0;
}