使用命名空间作为参数的模板函数？

Question

出于性能原因，我必须使用显式操作创建自己的向量、矩阵、张量等类。由于我只使用 2D 或 3D 维度，因此我使用命名空间为每个维度定义了类。这是一个简单的代码草稿：

namespace Dim2 {
    class Vec {
        public:
        double components[2];
    };
    
    class Mat {
        public:
        double components[2][2];
    };
}

namespace Dim3 {
    class Vec {
        public:
        double components[3];
    };
    
    class Mat {
        public:
        double components[3][3];
    };
}

因此，如果我需要一个 3D 向量，我调用Dim3::Vec newVec;，我可以执行针对 3 维优化的操作。

现在，假设我想使用这样的模板编写一个通用函数：

template<typename Vec, typename Mat>
void doSomething()
{
    Vec v;
    Mat m;
    // Perform operations
}

这样，如果我想使用 2D 向量，我调用 doSomething<Dim2::Vec, Dim2::Mat>();，对于 3D 向量：doSomething<Dim3::Vec, Dim3::Mat>();。

这个解决方案也在this question 中得到解决，并且工作正常。问题是......“真实”代码不仅有向量和矩阵，还有无数其他结构：三阶张量、四阶张量、对称矩阵等。如果我在函数中使用所有这些，调用将是这样的：

doSomething<Dim2::Vec, Dim2::Mat, Dim3::Tensor3, Dim3::Tensor4, Dim4:: SymMat, ...>();

这太广泛了（而且丑陋）。

为了简短起见，我真正想做的是将命名空间作为模板参数。像这样的：

template<typename Dim>
void doSomething()
{
    Dim::Vec v;
    Dim::Mat m;
    Dim::Tensor3 t3;
    Dim::Tensor4 t4;
    Dim::SymMat symMat;
    // Perform operations
}

这样，函数调用将很简单，如doSomething<Dim2>(); 或doSomething<Dim3>();。

但是，这样做会给我一个编译器错误，因为 C++ 不会让命名空间作为模板参数。我尝试使用嵌套类（即 Dim2 和 Dim3 作为类，而不是命名空间）来做同样的事情，但我仍然遇到编译器错误。

我可以做些什么来完成我想要的？各位有什么办法吗？

提前致谢，对于任何英文错误，我们深表歉意。

Answer 1

您可以使用类似类型特征的帮助器 structs 来减少用于调用 doSomething() 的参数数量。

namespace Dim2 {

    class Vec {
        public:
        double components[2];
    };
    
    class Mat {
        public:
        double components[2][2];
    };

   struct Chooser
   {
      using Vec = Vec;
      using Mat = Mat;
   };
}

namespace Dim3 {
    class Vec {
        public:
        double components[3];
    };
    
    class Mat {
        public:
        double components[3][3];
    };

   struct Chooser
   {
      using Vec = Vec;
      using Mat = Mat;
   };
}

template <typename Chooser>
void doSomething()
{
   using Vec = typename Chooser::Vec;
   using Mat = typename Chooser::Mat;

   Vec v1;
   Mat m1;
}

int main()
{
   doSomething<Dim2::Chooser>();
   doSomething<Dim3::Chooser>();
}