int 和 double 的均匀随机分布“基类”？

Question

我正在尝试创建一个用随机数填充列表的函数，并根据列表项的类型生成整数或浮点数。到目前为止，我已经提出了以下代码，并且它可以工作：

template <typename T>
void generateRandom(list<T>& numberList){
    default_random_engine randomGenerator(random_device{}());

    if( typeid(T) == typeid(int) ){
        uniform_int_distribution<T> distribution(1000, 2000);
        auto myGenerator = bind(distribution, randomGenerator);
        generate(numberList.begin(), numberList.end(), myGenerator);
    }
    else if( typeid(T) == typeid(double) ){
        uniform_real_distribution<T> distribution(1000.0, 2000.0);
        auto myGenerator = bind(distribution, randomGenerator);
        generate(numberList.begin(), numberList.end(), myGenerator);
    }
    else{
        return;
    }

}

但是，我对这个解决方案并不满意。感觉应该有某种方法可以打破除该 IF 语句的实际分布之外的所有内容。比如：

template <typename T>
void generateRandom(list<T>& numberList){
    default_random_engine randomGenerator(random_device{}());

    X distribution;
    if( typeid(T) == typeid(int) )
        distribution = uniform_int_distribution<T>(1000, 2000);
    else if( typeid(T) == typeid(double) )
        distribution = uniform_real_distribution<T>(1000.0, 2000.0);
    else
        return;

    auto myGenerator = bind(distribution, randomGenerator);
    generate(numberList.begin(), numberList.end(), myGenerator);
}

（X 是此处缺少的占位符）

但是由于uniform_int_distribution 和uniform_real_distribution 没有共同的基类，那怎么可能呢？我尝试过使用函数指针和仿函数，但我似乎从来没有超过那个 IF 语句，这很烦人。这可以用更优雅的方式解决吗？

注意：这是学校作业的一部分，我们必须使用generate() 和<random> 函数和模板来生成随机数。我认为我的原始解决方案是可以接受的，我只是不喜欢 IF 语句中那些重复的代码行的外观...... :)

Answer 1

你可以创建一个类似 typetrait 的类：

template<class T>
struct Distribution {};

template<>
struct Distribution<int> {
    typedef uniform_int_distribution<int> type;
};

template<>
struct Distribution<double> {
    typedef uniform_real_distribution<double> type;
};

template <typename T>
void generateRandom(list<T>& numberList){
    default_random_engine randomGenerator(random_device{}());

    typename Distribution<T>::type distribution = typename Distribution<T>::type(1000, 2000);
    ...

---

另一种选择是创建一个模板辅助函数，该函数将接受所需的分布作为参数：

template<class T, template<class> class Distr>
void generateRandomHelper(list<T>& numberList){
    default_random_engine randomGenerator(random_device{}());

    Distr<T> distribution = Distr<T>(1000, 2000);

    auto myGenerator = bind(distribution, randomGenerator);
    generate(numberList.begin(), numberList.end(), myGenerator);
}

template<class T>
void generateRandom2(list<T>& numberList);

template<>
void generateRandom2<int>(list<int>& numberList) {
    generateRandomHelper<int, uniform_int_distribution>(numberList);
}

template<>
void generateRandom2<double>(list<double>& numberList) {
    generateRandomHelper<double, uniform_real_distribution>(numberList);
}

Answer 2

你可以使用：

template <typename T>
using my_distribution = std::conditional_t<std::is_integral<T>::value,
                   std::uniform_int_distribution<T>,
                   std::conditional_t<std::is_floating_point<T>::value,
                                      std::uniform_real_distribution<T>,
                                      void>
                   >;

然后

template <typename T>
void generateRandom(list<T>& numberList){
    default_random_engine randomGenerator(random_device{}());
    my_distribution<T> distribution(1000, 2000);
    auto myGenerator = bind(distribution, randomGenerator);
    generate(numberList.begin(), numberList.end(), myGenerator);
}

Answer 3

您正在尝试计算类型。这需要（非常、非常、非常）简单的模板元编程：

template<typename T> class Distribution;
template<> class Distribution<int> {
    using distribution = uniform_int_distribution<int>;
};
template<> class Distribution<double> {
    using distribution = uniform_real_distribution<int>;
};


template <typename T>
void generateRandom(list<T>& numberList){
    default_random_engine randomGenerator(random_device{}());

    Distribution<T>::distribution distribution(1000, 2000);

    auto myGenerator = bind(distribution, randomGenerator);
    generate(numberList.begin(), numberList.end(), myGenerator);
}

当 T 既不是 int 也不是 double 时，此代码不会编译。编译器会抱怨，你的 T 没有类型 Distribution<T>::distribution。

假设，默默地什么都不做，例如对于 float 或 unsigned int，确实是您需要的：

template<typename T> class Distribution {
public:
    // just anything, so that there is a type
    // not sure if this is really necessary
    using distribution = uniform_int_distribution<int>; 
    static const bool valid = false;
};
template<> class Distribution<int> {
public:
    using distribution = uniform_int_distribution<int>;
    static const bool valid = true;
};
template<> class Distribution<double> {
public:
    using distribution = uniform_real_distribution<double>;
    static const bool valid = true;
};


template <typename T>
void generateRandom(list<T>& numberList){
    default_random_engine randomGenerator(random_device{}());

    if(!Distribution<T>::valid) return;

    Distribution<T>::distribution distribution(1000, 2000);
    auto myGenerator = bind(distribution, randomGenerator);
    generate(numberList.begin(), numberList.end(), myGenerator);
}

现在默认设置只是默默地什么都不做。要实际生成除 int 或 double 之外的随机数，您必须针对您的类型专门化模板，就像我为 int 和 double 所做的那样。