模板类主体内的模板元编程

Question

我正在尝试在模板类/结构体中编写部分专用的模板函数。部分特化用于执行递归模板元编程。

template<size_t N>
struct my_class {

template<size_t D> double my_func(...){}

template<> double my_func<0>(...){}

double other_func(...){ return my_func<N-1>(...); }
};

但是 g++（使用 -std=c++0x 选项）抱怨说不能在类/结构中部分专门化模板函数并迫使我编写模板函数 my_func 在单独的 namespace 中的类范围之外，就好像它们是静态的，最终传递所有 private 类变量并使代码非常混乱（所有this 容易引用的成员变量）。

有没有办法可以进行部分模板特化（我也可以将函数作为 my_class 的私有子类的静态成员）和在同一个类中进行元编程？

这使代码更简洁，更易于维护。 我使用的是 Ubuntu 12.04 和 gcc 4.6。

干杯

Answer 1

您可以通过重载函数（而不是专门化它）然后使用enable_if 选择性地仅启用一个或其他重载来实现所需的结果：

template<size_t D> typename std::enable_if<D!=0, double>::type my_func(...){}

template<size_t D> typename std::enable_if<D==0, double>::type my_func(...){}

enable_if 约束意味着当D!=0 只有第一个重载是可行的函数时，D==0 只有第二个重载是可行的函数。

在 C++03 中，您可以使用 boost::enable_if_c 做同样的事情。

我首选的解决方案是用自定义特征类型替换丑陋的 enable_if 用法，可能是这样的：

template<size_t> struct if_zero { typedef double disable; };
template<> struct if_zero<0> { typedef double enable; };

template<size_t D> typename if_zero<D>::disable my_func(...){}
template<size_t D> typename if_zero<D>::enable  my_func(...){}

这具有相同的效果，但更像literate programming 风格。

另一种更容易阅读的形式是：

template<bool, typename T> struct If_ { typedef T enable; };
template<typename T> struct If_<false, T> { };

template<bool B, typename T> using If = typename If_<B, T>::enable;

template<size_t D> If<D!=0, double> my_func(...){}
template<size_t D> If<D==0, double> my_func(...){}

我认为"Concepts Lite" 提案将通过像这样约束第二个重载以更简洁的方式实现这一点：

template<size_t D> double my_func(...){}

template<size_t D> requires (D == 0)
  double my_func(...){}

这里的第二个重载只能在D==0 时调用，并且将由重载决议选择，因为它比第一个重载更受约束。