可变参数模板 模板

Question

我正在尝试创建一个基类，它是 std::array 的包装器，它重载了一堆常见的算术运算符。最终结果将有点像 std::valarray，但具有静态大小。我这样做是因为我正在为我的库创建大量子类，这些子类最终会复制此功能。例如，我需要创建一个 MyPixel 类和一个 MyPoint 类，它们本质上都是静态大小的数组，我可以对其进行算术运算。

我的解决方案是创建一个可以派生 MyPoint 和 MyPixel 的 StaticValArray 基类。但是，为了禁止用户将 MyPoint 添加到 MyPixel，我正在使用 CRTP 模式：

template<class T1, class T2>
struct promote
{
  typedef T1 type; // Assume there is a useful type promotion mechanism here
};

template<class T, size_t S, template<typename... A> class ChildClass>
class StaticValArray : public std::array<T,S>
{
  public:
    // Assume there are some conversion, etc. constructors here...

    template<class U>
    StaticValArray<typename promote<T,U>::type,S,ChildClass> operator+ 
        (StaticValArray<U,S,ChildClass> const & rhs)
    {
      StaticValArray<typename promote<T,U>::type,S,ChildClass> ret = *this;
      std::transform(this->begin(), this->end(),
          rhs.begin(), ret.begin(), std::plus<typename promote<T,U>::type>());
      return ret;
    }


    // More operators....
};

这很酷，因为 ChildClass 可以有任意的类模板参数，这个东西可以工作。例如：

template<class T, class U>
class MyClassTwoTypes : public StaticValArray<T,3,MyClassTwoTypes>
{ };

template<class T, class U>
class MyClassTwoTypes2 : public StaticValArray<T,3,MyClassTwoTypes2>
{ };

int main()
{
  MyClassTwoTypes<int, float> p;
  MyClassTwoTypes<double, char> q;
  auto z = p + q;

  MyClassTwoTypes2<double, char> r;
  //  r += q;  // <-- Great! This correctly won't compile

  return 0;
}

我的问题是：我想将一些 ChildClass 填充到 StaticValArray 的 CRTP 位中，它不一定只有类作为其模板参数。例如，考虑这个 N 维点类：

template<class T, size_t S>
class MyPointND : public StaticValArray<T,S,MyPointND>
{ };

不幸的是，这不会编译，因为 size_t 不是类型名 - 我得到编译器错误：

type/value mismatch at argument 3 in template parameter list for ‘template<class T, long unsigned int S, template<class ... A> class ChildClass> class StaticValArray’
test.C:36:54: error:   expected a template of type ‘template<class ... A> class ChildClass’, got ‘template<class T, long unsigned int S> class MyPointND’

有没有办法创建一个可变参数模板模板参数包，它可以是任何东西（类型名、整数、size_t、双精度数等等？），因为最后我真的不在乎里面的类型是什么。请注意，我不能只完全指定 ChildClass（例如 class MyPointND: public StaticValArray<T,S,MyPointND<T,S>>），因为这会破坏我的类型提升机制。

Answer 1

如果您使用 std::integral_constant 代替 size_t 会怎样？您可以将数组大小的数值嵌入其中，并且可以将其用作类型。

编辑

为了减少冗长，您可以定义自己的整数常量类，例如：

template <std::size_t N>
struct size_ : std::integral_constant<std::size_t,N> {};

那么你可以这样使用它：

MyPointND<int,size_<3>> x;

Answer 2

您需要做的是拥有一个traits 类，专门用于包含类型提升所需的任何内容的每种类型，然后将完整类型传递给 StaticValArray。

此外，使用decltype，您不需要这样的东西-decltype 会告诉您通过添加浮点数和整数得到什么。

template<class U>
StaticValArray<decltype(*(T*)nullptr + *(U*)nullptr),S,ChildClass> operator+ 
    (StaticValArray<U,S,ChildClass> const & rhs)
{
  StaticValArray<decltype(*(T*)nullptr + *(U*)nullptr),S,ChildClass> ret = *this;
  std::transform(this->begin(), this->end(),
      rhs.begin(), ret.begin(), std::plus<decltype(*(T*)nullptr + *(U*)nullptr)>());
  return ret;
}