显式指定模板模板类型

Question

我正在学习模板。如果我混淆了模板/模板类型/模板参数的概念，请纠正我。

我正在尝试编写一个模板函数来创建一个对象并返回它。对象的类型来自必须显式指定的模板参数。

result = createObject<ObjectType>();

这个对象虽然应该是一个模板。以容器为例。并且该函数应该知道对象的类型及其模板参数。例如：

result = createObject<Container<ElementType>>();

我已经尝试使用模板模板参数来解决它：

template <template<class> class ContainerType, class ElementType>
auto createObject()
{
    ContainerType<ElementType> result;

    //do stuff...

    return result;
}

//...

template<typename T>
struct Vector{};

//...

//const auto random_vec = createObject<Vector<float>>(); // ERROR.
  const auto random_vec = createObject<Vector, float>();

第二种情况有效，第一种无效。上面写着candidate template ignored: invalid explicitly-specified argument for template parameter 'ContainerType'。

是否有可能让它像第一种情况一样工作？给它Vector<float> 之类的东西，它可以推断ContainerType 到Vector 和ElementType 到float？是否可以重载或专门化此功能，以便它以不同的方式处理某些类型的容器？我应该使用概念吗？

Answer 1

像这样进行分解的常用方法是通过部分特化，这需要一个帮助类模板：

namespace detail {
template<class> struct create;  // undefined
template<template<class T> class C,class T>
struct create<C<T>> {
  static C<T> make() {/* … */}
};
}

template<class T>
T createObject() {return detail::create<T>::make();}

如果您想支持一般情况，可以定义主模板，并且可以为其他类型的模板添加其他特化，例如std::array。

Answer 2

您可以创建一个类型特征来检查该类型是否从模板实例化：

#include <type_traits>

// trait to check if the type is instantiated from a template
template<typename T>
struct is_template_instance_type : std::false_type {};

template<template<class,class...> class C, class T, class... Rest>
struct is_template_instance_type<C<T,Rest...>> : std::true_type {
    using class_type = C<T,Rest...>;
    using value_type = T;
    // using rest_types = std::tuple<Rest...>; 
};

// Helper variable template - if needed for something later
template<class T>
inline constexpr bool is_template_instance_type_v = is_template_instance_type<T>::value;

然后您可以添加重载：

template<class T, class C = is_template_instance_type<T>, class U = typename C::class_type>
auto createObject() {
    U result;
    // typename C::value_type x; // if you need the value type
    
    
    return result;
}

template<template<class,class...> class C, class T, class... Rest>
auto createObject() {
    return createObject< C<T,Rest...> >();
}

然后它将与Vector<float>、Vector, float 一起使用，但不适用于float。

Demo

Answer 3

你可以这样简单：

template<typename T, typename V = typename T::value_type>
T createObject() 
{
    T t {}; // T will be e.g std::vector<int>
    V v {}; // V will be int

    // do work...
    t.push_back(v++);
    t.push_back(v++);
    // ...work done

    return t;
}

你可以这样使用它：

int main ()
{
    auto obj1 = createObject<std::vector<int>>();
    auto obj2 = createObject<std::list<double>>();

    return 0;
}