C++1z - 如果在模板展开期间出现条件，则抛出编译错误

Question

我正在编写一个模板，该模板定义了在类型参数包中提供给它的类型，其位置与传递给模板的数字相同。这是我写的:

template<size_t I, typename T, typename... Ts> 
struct get_type {
    typedef typename std::conditional<I == 0, T, typename get_type<I-1, Ts...>::type>::type type;
};

template<size_t I, typename T>
struct get_type<I, T> {
    // This works only if compiler stops unfolding the template when I == 0
    static_assert(I == 0, "get_type - index out of bounds");
    typedef T type;
};

这种方法的问题，如果我们这样写代码:

static_assert(std::is_same<double, get_type<1,int,double,float>::type>::value, "I wanted double!");

编译器仍然将模板“展开”到最后(即使到那时它应该知道类型，也就是 I 等于 0 的确切时间)，并且在end I 溢出，不再等于 0，这意味着 static_assert 抛出错误，即索引 I 越界。但我仍然想在编译时以某种方式抛出一个错误，如果 I 真的越界了。有什么办法吗？

Answer 1

编译器必须展开模板，否则它不知道type 的类型是什么。

如果索引超出范围，

std::tuple_element_t 已经给出了一个(相当冗长的)错误。

template<size_t I, typename... Ts>
using get_type_t = std::tuple_element_t<I, std::tuple<Ts...>>;

通过将其与显式边界检查结合使用，可以生成更直观的错误消息:

template<size_t I, typename... Ts>
struct get_type {
    using L=std::tuple<Ts...>;
    static_assert(I < 0 || I >= std::tuple_size<L>(), "out of bounds");
    using type = std::tuple_element_t<I, L>;
};

template<size_t I, typename... Ts>
using get_type_t = typename get_type<I, Ts...>::type;

这是一个没有 std::tuple 开销的例子(改编自 boostcon):

struct empty{};

template<class T>
struct tag_t:empty{};

template<class T>
tag_t<T> tag{};

template <typename ignore>
struct lookup;

template <std::size_t... ignore>
struct lookup<std::index_sequence<ignore...>> {
    template <typename nth>
    static nth
    apply(decltype(ignore, empty())..., tag_t<nth>, ...);
};

template<std::size_t I, class... Ts>
using get_type = decltype(
    lookup<std::make_index_sequence<I>>::apply(tag<Ts>...)
);

// Test
static_assert(std::is_same<get_type<1, int, float, int>, float>(), "");
static_assert(std::is_same<get_type<0, int, float, int>, int>(), "");