c++ - 应用于模板类的 CRTP

Question

让我们考虑一个用于打印派生类的 CRTP 模板类 Print:

template <typename T>
struct Print {
    auto print() const -> void;
    auto self() const -> T const & {
        return static_cast<T const &>(*this);
    }

private:
    Print() {}
    ~Print() {}

    friend T;
};

因为我想根据派生类来专门化打印，就像我们可以通过覆盖来做到这一点一样，所以我还没有实现该方法。

我们可以包装一个 Integer，例如:

class Integer :
    public Print<Integer>
{
public:
    Integer(int i) : m_i(i) {}

private:
    int m_i;

    friend Print<Integer>;
};

template <>
auto Print<Integer>::print() const -> void {
    std::cout << self().m_i << std::endl;
}

目前为止一切正常，现在假设我想打印一个通用版本的包装器:

template <typename T>
class Wrapper :
  public Print<Wrapper<T>>
{
public:
    Wrapper(T value) : m_value(std::move(value)) {}

private:
    T m_value;

    friend Print<Wrapper<T>>;
};

如果我使用 Wrapper 的特化来特化我的 print 方法，它会编译并工作:

template <>
auto Print<Wrapper<int>>::print() const -> void
{
  cout << self().m_value << endl;
}

但是如果我想说“对于 Wrapper 的所有特化，都这样做”，那是行不通的:

template <typename T>
auto Print<Wrapper<T>>::print() const -> void
{
  cout << self().m_value << endl;
}

如果我在以下主函数上运行它:

auto main(int, char**) -> int {
    auto i = Integer{5};
    i.print();

    auto wrapper = Wrapper<int>{5};
    wrapper.print();

    return 0;
}

编译器打印:

50:42: error: invalid use of incomplete type 'struct Print<Wrapper<T> >'
6:8: error: declaration of 'struct Print<Wrapper<T> >'

为什么？我怎样才能做到这一点 ？是否有可能或者我必须对我的 CRTP 类进行完全特化？

Answer 1

只要小心，您可以稍微迂回地执行此操作。

Live Demo

你的 Print类将依赖另一个类 PrintImpl进行打印。

#include <type_traits>

template<class...>
struct always_false : std::false_type{};

template<class T>
struct PrintImpl
{
    void operator()(const T&) const
    {
        static_assert(always_false<T>::value, "PrintImpl hasn't been specialized for T");
    }
};

您将部分特化这个 PrintImpl为你的 Wrapper类:

template<class T>
struct PrintImpl<Wrapper<T>>
{
    void operator()(const Wrapper<T>& _val) const
    {
       std::cout << _val.m_value;
    }
};

并确保Wrapper声明这个 PrintImpl成为friend :

friend struct PrintImpl<Wrapper<T>>;

Print类创建 PrintImpl 的实例并调用 operator() :

void print() const
{
    PrintImpl<T>{}(self());
}

只要在实际实例化 Print 的实例之前声明您的特化，这就有效类。

---

你也可以完全专攻PrintImpl<T>::operator()为你的 Integer无需编写类特化的类:

class Integer :
    public Print<Integer>
{
public:
    Integer(int i) : m_i(i) {}

private:
    int m_i;

    friend PrintImpl<Integer>;
};

template <>
void PrintImpl<Integer>::operator()(const Integer&  wrapper) const {
    std::cout << wrapper.m_i << std::endl;
}