如何制作具有自定义位移值的模板答案

【问题标题】：How to make a template with customized bit shift values如何制作具有自定义位移值的模板
【发布时间】：2016-08-01 09:29:00
【问题描述】：

假设我需要一个函数模板，它对不同的整数类型执行不同的位移量。例如，如果输入值n 的类型为char，则该函数将对n>>2 和n<<3 进行一些计算。如果是short int，那么函数使用n>>1和n<<8。对于int 类型，会有n>>11 和n<<9，以此类推。当然，上面提到的值只是举例，和int_type的大小没有关系。

我对这个问题的建议是这样的：

template <typename Num_Type = char, int s1 = 2, int s2 = 3> void test1(Num_Type &n)
{
    // this is just an example code:
    int a = n >> s1,
        b = n << s2;
    // do some calculations on a and b
}

所以我可以将此模板用于不同类型的输入值。但是当我编译它时，它给了我几个关于移位操作中未定义行为的警告，因为值可能太大了。

所以这个问题可以用两种形式提出：

如何自定义位移操作而不会收到“未定义行为”警告？或
我可以有一个有限的数据类型，比如intlength，它只能有一个指定的数字范围，比如0, 1, 2, ... , 31？我知道这听起来可能很愚蠢，但在这种情况下，我可以将模板定义为
```
template <typename Num_Type = char, intlength s1 = 2, intlength s2 = 3> void test1(Num_Type &n)
```

因此编译器不应该抱怨移位值。

【问题讨论】：

为什么会收到警告？我的意思是，你为什么要把n 换成太大的s1 或s2？
@rozina 我不是想用太大的值来移动它，我的预期值很小，但是由于移动量是 int 类型，编译器认为它可能太大了
我明白了。也许警告在这里没有用，您可以为此功能禁用它。为了安全起见，您可以将断言添加到函数体中，以测试 s1 和 s2 不是太大。 Clang does not produce any warnings though
@rozina 你能提供更多细节吗？我在 C++ 方面不是很有经验，只依赖尝试和错误，当然还有 google
我的问题的第二部分呢？

标签： c++ templates bit-manipulation undefined-behavior

【解决方案1】：

根据输入类型改变模板函数行为的健康方法是使用模板特化。例如：

template <typename num_t> test(num_t n);
template <> test<int> (num_t n){
    int shift_amount = 4;
    // do shifts
}
template <> test<char> (num_t n){
    int shift_amount = 1;
    // do shifts
}

此外，请确保使用 if 检查包围您的班次，以确保没有溢出。

【讨论】：

这没什么区别

【解决方案2】：

我认为不需要模板。你所需要的只是简单的重载：

auto test(char n) { ... }
auto test(uint16_t n) { .. }
auto test(uint32_t n) { .. }

【讨论】：

我知道。我的目标不是“解决”问题。我想知道怎么做
而且如果代码非常大，函数重载会让人头疼
那我不明白你的问题。我不明白你想要什么。

【解决方案3】：

您可以使用#pragma 命令禁用此功能的警告，具体取决于您使用的编译器。你必须自己用谷歌搜索。

编辑：因为你提到你正在使用 VisualStudio，here is a link to disable warnings. :)

禁用警告后，您可以添加static_assert 以检查s1 和s2 是否在Num_Type 的范围内。虽然我觉得奇怪的是你的编译器自己不这样做，因为一切都是在编译时知道的。

template <typename Num_Type, int s1 = 2, int s2 = 3> void test1(Num_Type &n)
{    
    constexpr auto max = sizeof(Num_Type) * 8;
    static_assert(s1 < max && s2 < max, "integer overflow");

    // this is just an example code:
    int a = n >> s1,
        b = n << s2;
}

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【讨论】：