C++：如何在模板函数中使用类型来分支？答案

【问题标题】：C++: How to use type in template function to branch?C++：如何在模板函数中使用类型来分支？
【发布时间】：2011-09-20 21:02:18
【问题描述】：

我不太精通模板。如何编写一个名为 get 的模板函数，该函数根据模板类型选择从中获取的数组？请看下面的例子：

struct Foo
{
    int iArr[10];
    char cArr[10];

    // How to pick array here based on template type?
    template < typename T >
    T get( int idx )
    {
        // This does NOT work!
        switch ( T )
        {
        case int:
            return iArr[ idx ];
        case char:
            return cArr[ idx ];
        }
    }
};

// Expected behaviour of get()
Foo foo;
int i  = foo.get< int >( 2 );
char c = foo.get< char >( 4 );

【问题讨论】：

您编写它的方式是不可能的，因为您的代码没有任何“通用”。您只需要两个成员的选择器。您可以为此使用普通的类设计。对于真正通用的东西，您可以尝试 boost.variant。
Kerrek：这只是一个简单的例子。在我的实际程序中，我有更多类型特定的数组。我不想为所有这些编写单独的函数。
所有这些数组都必须是您班级的成员吗？这会很棘手，因为类必须是明确的，但如果你只有有限数量的容器，我觉得模板并不是解决问题的正确领域。
考虑修改这个：template <typename T> struct helper { T arr[10]; T get(std::size_t i) { return arr[i]; } }; struct foo : public helper<int>, public helper<char> {};

标签： c++ template-function

【解决方案1】：

虽然 Jason 提出的解决方案有效，但它远非惯用，而且更难维护，因为 switch 语句 1) 中的 case 值没有明显的含义（“幻数”）和 2) 很容易与switch_value<> 特化中的值不同步。我会建议这样做：

struct Foo {
    Foo() : iArr(), cArr() { }

    template<typename T>
    T get(std::size_t const idx) const     {
        return Foo::get_dispatcher<T>::impl(*this, idx);
    }

private:
    int iArr[10];
    char cArr[10];

    template<typename T>
    struct get_dispatcher;
};

template<>
struct Foo::get_dispatcher<int> {
    static int impl(Foo const& foo, std::size_t const idx) {
        return foo.iArr[idx];
    }
};

template<>
struct Foo::get_dispatcher<char> {
    static char impl(Foo const& foo, std::size_t const idx) {
        return foo.cArr[idx];
    }
};

以int 或char 以外的任何类型调用Foo::get<> 将产生编译器错误。

【讨论】：

【解决方案2】：

您需要添加某种类型的值结构，以便从中获取 switch 语句的值。例如：

template<typename T>
struct switch_value {};

template<>
struct switch_value<int>
{
    enum { value = 1 };
};

template<>
struct switch_value<char>
{
    enum { value = 2 };
};

//then inside you structure Foo
template <typename T>
T get( int idx )
{
    switch ( switch_value<T>::value )
    {
    case 1:
        return iArr[ idx ];
    case 2:
        return cArr[ idx ];
    }
}

这里的好处是，如果您使用没有有效值的类型，这应该会引发编译器错误，因为switch_value<T> 的默认版本没有定义成员value，所以如果您没有专门特定类型的结构，那么这样的模板实例化将失败。

【讨论】：

杰森：非常感谢！这非常适合我的问题。除非有人提供更优雅的解决方案，否则您的解决方案就是:-)

【解决方案3】：

所有这些答案都太过分了。

template <typename T>
T get( int idx )
{
   if ( boost::is_same<T, int>::value)
      return *(T*)&iArr[ idx ];
   else
      return *(T*)&cArr[ idx ];
}

【讨论】：

如果T 可以是类类型，则这将不起作用，例如std::list<>.

【解决方案4】：

你可以专门化成员函数：

struct foo
{
    int  iArr[10];
    char cArr[10];

    template<typename T>
    T &get(int ipos) { assert( false && "Foo.get: Invalid type!" ); return T(); }

    template<>
    int &get<int>(int ipos) { return iArr[ipos]; }

    template<> 
    char &get<char>(int ipos) {return cArr[ipos]; }

    // add more specialisations for any other types...
};

适用于 msvc++ 2010。希望这会有所帮助。

Jason 建议的 switch 专业化也应该可以正常工作。

【讨论】：

这不是合法的 C++； MSVC 允许它作为静默扩展，但任何其他编译器都会阻塞。

【解决方案5】：

对于您的示例来说，这可能有点过头了，但如果您真的一次只需要存储一个数组，那么您可以使用 boost::variant 类和访问者，例如，

#include <boost/variant.hpp>
#include <iostream>

template< typename T >
class GetVisitor : public boost::static_visitor<T>
{
  public:
    GetVisitor(int index) : index_(index) {};

    template <typename U >
    T operator() (U const& vOperand) const
    {
        return vOperand[index_];
    }

  private:
    int index_;
};


int main ()
{
    int  iArr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
    char cArr[10] = { 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j' };

    boost::variant<int*, char*>  intVariant(iArr);   //- assign integer array to variant
    boost::variant<int*, char*>  charVariant(cArr);  //- assign character array to another variant

    int  testInt  = boost::apply_visitor(GetVisitor<int>(2),  intVariant);  
    char testChar = boost::apply_visitor(GetVisitor<char>(9), charVariant);

    std::cout << "returned integer is "   << testInt  << std::endl;
    std::cout << "returned character is " << testChar << std::endl;

    return 0;
}

output is:   
returned integer is 3   
returned character is j

GetVisitor 类隐含的对变体的限制是该变体的所有成员都必须实现：

T operator[](int)

因此，您还可以添加例如 std::vector 和 std::deque 作为变体的潜在成员。

【讨论】：

【解决方案6】：

我认为这是您除了只关注模板功能之外想要的：

在 .h 文件中

template < typename T >
struct Foo
{
    T arr[10];

    T get( int idx )
    {
      return arr[ idx ];
    }
};

你使用它的地方，比如：

Foo<int> foo1;
Foo<char> foo2;
int i  = foo1.get( 2 );
char c = foo2.get( 4 );

【讨论】：