忽略模板特殊化并显式使用未特殊化的模板 (std::vector<bool>)

Question

在处理一些旧代码时，它遇到了一个std::unique_ptr<bool>，用于存储一些布尔值（在类构造函数中分配并用作数组）。

当我试图用std::vector<bool> 替换它时，我遇到了一个问题，我不得不调用一个库函数，该函数接受一个计数和一个指向第一个布尔值的指针 (const bool*)：有一个模板专门化std::vector<bool> 将 8 个布尔值压缩到一个字节中，因此如果不先解压缩，就无法获得指向数据的 bool* 指针。

我已经通过 Google 搜索或 StackOverflow 文章 C++11 vector<bool> performance issue (with code example) 找到了一些解决方案，但它们都不适合我（即使用包含布尔值的结构会起作用，但这会使我尝试简化的代码更加复杂; std::valarray 不提供 data() 成员）

还有一篇文章“How to prevent specialization of std::vector<bool>”，但所有解决方案都只是变通方法，我不相信“bool 和 unsigned char 通常自己占用相同数量的内存”这句话（在compiler error when pointing to an element of std::vector<bool>? 中提到)

我还检查了Alternative to vector<bool>，但我们没有在我们的解决方案中使用 boost，我也不愿意添加这个依赖项以供一次性使用。

我的问题是：有没有办法忽略模板特殊化并显式使用未特殊化的模板作为类型？

例如

#include <iostream>

template<class T>
class MyTemplate
{
public:
  static const int Value = 0;
}

template<>
class MyTemplate<double>
{
public: 
  static const int Value = 1;
};

int main(int argc, char **argv)
{
  // How can I make MyTemplate<double> ignore the spezialization and output 0?
  std::cout << "0==" << MyTemplate<double>::Value << std::endl;

  return 0;
}

Answer 1

答案是否定的，因为无法保证甚至存在非专业模板。

特别是，编译器对所有内置类型进行专门化是非常合理的。因此，您通常会看到编译时调度：vector<T> 转发到 __VectorImplBuiltIn<T>，只要 T 是内置类型，而 __VectorImplBuiltIn<T> 反过来专门针对每个单独的情况。所以vector<float> 可以使用 AVX 一次复制 4 个浮点数，而 vector<bool> 被打包。

现在没有可移植的方式来命名特定的实现类（它实际上是一个实现细节）并且非专业化的__VectorImplBuiltIn<T> 甚至没有通用实现，因为编译器供应商显然知道所有内置类型。

在此方案中，“正常”vector<T> 将扩展为 __VectorImplClassType<T>，这对于 T==bool 可能不适用，因为 bool 没有构造函数。

因此，std::vector<T> 以区分有无构造函数的类型开始的完全合理的方案将使您的想法变得不可能。因此，ISO C++ 标准不允许你想要的也就不足为奇了。

Answer 2

您可以创建一个看起来与bool 行为相同的包装结构，因此不需要修改期望它是bool 的代码：

struct B {
    bool val;
    B() {}
    B(bool val): val(val) {}
    operator bool&() { return val; }
    operator const bool&() const { return val; }
    bool* operator&() { return &val; }
    const bool* operator&() const { return &val; }
};

那么以下都是可能的：

B a = true, b(0);
a || 2 == 1;
5 ^ a;
const bool& x = a;
bool* y = &a;
a &= b;
!a;

Answer 3

这并不是对您问题的确切答案，尽管它可能是对您的问题的答案。

您说您正在尝试使用将bool * 作为参数的库，并且您没有使用std::valarray，因为它没有data()。

但是以下方法不起作用吗？

#include <iostream>
#include <valarray>

using namespace std;

void doStuff(bool *x) {
    *x = true;
}

int main() {
    valarray<bool> v = {false,false,false,false,false,false};

    doStuff(&v[2]);

    for (bool b : v) {
        cout << b << endl;
    }

    //if you *really* want data(), &v[0] does the same
    return 0;
}

Live Demo

注意valarray is guaranteed to have contiguous memory。

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另一种方法是创建一个替换容器，一个名为 SimpleVector 的示例被指定为 here，它只需要添加一个简单的头文件，并且代码的海报参考了 Mark Allen Weiss 的一本书。

在该实现中，begin() 的行为与 data() 相同。

虽然代码是c++11之前的代码，所以它没有实现&&的构造函数。