特定类型的可变参数模板答案

【问题标题】：variadic template of a specific type特定类型的可变参数模板
【发布时间】：2012-11-18 03:31:27
【问题描述】：

我想要一个只接受无符号整数的可变参数模板。但是，我无法让以下工作。

struct Array
{
    template <typename... Sizes> // this works
    // template <unsigned... Sizes> -- this does not work (GCC 4.7.2)
    Array(Sizes... sizes)
    {
        // This causes narrowing conversion warning if signed int is supplied.
        unsigned args[] = { sizes... };
        // ...snipped...
    }
};

int main()
{
    Array arr(1, 1);
}

任何帮助表示赞赏。

编辑：如果您想知道，我正在尝试使用可变参数模板来复制以下内容。

struct Array
{
    Array(unsigned size1) { ... }
    Array(unsigned size1, unsigned size2) { ... }
    Array(unsigned size1, unsigned size2, unsigned size3) { ... }
    // ...
    Array(unsigned size1, unsigned size2, ..., unsigned sizeN) { ... }
};

【问题讨论】：

请举例说明。
而这个 arr(1, 1) 会是一个二维数组吗？还是一个初始值为 {1, 1} 的数组？
不幸的是，没有语法可以接受可变数量的相同类型的参数。 ://
@OlafDietsche：二维数组。
@Xeo：我希望复制手动扩展的 Array c'tor，其中包含重载数量的无符号参数（我之前最多有 10 个）。

标签： c++ gcc c++11 variadic-templates

【解决方案1】：

我不确定你为什么期望它会起作用。 Clang 告诉我构造函数声明中的错误是unknown type name 'Sizes'。这是意料之中的，因为Sizes 不是一个类型（或者更确切地说，一个类型的模板包），它是一个值的模板包。

目前还不清楚您究竟想在这里做什么。如果将整数值作为模板参数传入，构造函数参数应该是什么？

更新：有了新代码，您只需要static_cast<unsigned>()。

struct Array
{
    template <typename... Sizes> // this works
    Array(Sizes... sizes)
    {
        unsigned args[] = { static_cast<unsigned>(sizes)... };
        // ...snipped...
    }
};

【讨论】：

我正在尝试摆脱缩小转换警告（从 int 到 unsigned），而不强制 Array 的用户指定 Array arr(1u, 1u)。
@ZachSaw：在模板包中为每个参数复制后具有... 的整个“事物”。这一切都感觉有点神奇。

【解决方案2】：

如果你想接受 dynamic 参数必须都是整数，你需要一个普通的 typename 模板，但检查所有类型是否（可转换为）无符号整数：

#include <type_traits>

struct Array
{
    template <typename ...Args>
    explicit Array(Args ...args,
        typename std::enable_if<all_int<Args...>::value>::type * = nullptr);

    // ...
};

现在你只需要 trait：

template <typename...> struct all_int;

template <> struct all_int<> : std::true_type { };

template <typename T, typename ...Rest> struct all_int<T, Rest...>
: std::integral_constant<bool,
       std::is_convertible<T, unsigned int>::value && all_int<Rest>::value>
{ }

如果您希望类型严格，也可以使用is_same 代替is_convertible。

另一种选择是完全放弃可变参数模板并通过接受单个 std::initializer_list<unsigned int> 使您的类列表可初始化，这提供了相当好的数字安全性（例如，禁止缩小转换）。

【讨论】：

这个问题是如果你传递一个int类型而不是将它转换成unsigned，它会出错。
列表初始化是防止缩小转换的原因，这对std::initializer_list 并不特别。此外，OP 基本上想要Array(unsigned... args)。这不是关于他们能够转换为unsigned，而是关于他们已经成为unsigned，因此他不会在ctor 内的列表初始化中缩小转换范围。
@Pubby：int 不是可转换为unsigned int 吗？也许is_constructible 是一个更好的特征。
@Xeo：是的，但是如果没有初始化列表，你就不能利用列表初始化，不是吗？
struct X{ X(unsigned, unsigned){} }; X x{1,2}; // error（好吧，至少当 GCC 正确地将缩小转换作为错误实现时......）

【解决方案3】：

查看initializer list

你可以像这样指定它

struct Array
{
    Array(std::initializer_list<unsigned> sizes)
    {
        for (auto i = sizes.begin(); i != sizes.end(); ++i)
            ...
    }
}

虽然，用法会更改为

Array arr = {1, 1};

【讨论】：

我试图不使用() 破坏现有代码。使用std::initializer_list 需要我将其更改为{}。
@ZachSaw 太糟糕了，你无法改变它。无论如何，我在我的答案中添加了用法的变化。

【解决方案4】：

背景故事

当试图或多或少地实现 OP 试图做的事情时，我偶然发现了这个相当古老的问题。我已经实现了类似于@Kerrek SB 的解决方案的东西，并且正在寻找一种“概括”这种行为的方法（通过提供一个谓词作为模板结构，该结构被评估为不必重新实现不同谓词的“递归” ）。然而，在这样做的同时，我意识到新的 CPP20 概念功能以非常优雅的方式解决了这个问题，因此想分享这个解决方案。我没有将概念视为解决方案，因为我在某处读到它们不能以递归方式声明（我发现这不是实际负担，因为我可以参考递归类型特征解决方案）。

解决方案

在此解决方案中，我定义了一个自定义概念，因为我认为 STL 提供的概念不涵盖大多数实际用例，可以在这种情况下使用。只需用正在使用的概念替换“类型名称”，该概念就会应用于所有提供的模板参数。

#include <concepts>
#include <type_traits>

template <typename T> concept unsignedType = std::is_unsigned_v<T>; 

struct Array {
  template <unsignedType... Sizes> Array(Sizes... sizes) {
    unsigned args[] = {sizes...};
  }
};

int main() {
  unsigned k = 12;
  Array arr(k, 1u); 
  //Array arr(33);  // fails as 33 is not unsigned
}

编译

我使用的是 gcc-10，在以前的版本中，概念功能可能不可用，因为此功能是实验性的： g++-10.0 -std=c++2a 文件.cc

【讨论】：