嵌套或继承的类型特征

Question

我正在寻找使用模板创建具有强类型的通用顶点数据容器。部分界面如下所示：

template <VertexFormat VF>
class VertexData
{
public:
    template<uint32_t I>
    (StronglyTypedVertex*) vertices();
};

其中 VertexFormat 是一个枚举，I 是不同数据流的索引，StronglyTypedVertex 是结果顶点数据。给定顶点数据存储为两个独立的位置流和纹理坐标（枚举VertexFormat::Pos3_TexCoord2），使用上面的顶点数据容器将如下所示：

VertexData<VertexFormat::Pos3_TexCoord2> vertexData;
Vector3* positions = vertexData.vertices<0>();
Vector2* texCoords = vertexData.vertices<1>();

这似乎是类型特征可以解决的问题。我已经设法使用具有 2 个属性的平面类型特征来实现某些工作，如下所示：

template<VertexFormat VF, uint32_t I>
struct VertexTraits
{
};

template<>
struct VertexTraits<VertexFormat::Pos3_TexCoords2, 0>
{
    using Type = Vector3;
};

template<>
struct VertexTraits<VertexFormat::Pos3_TexCoords2, 1>
{
    using Type = Vector2;
};

然后，VertexData::vertices 的签名变为：

template<uint32_t I>
VertexTraits<VF, I>::Type* vertices();

但是，这并不像我想的那么方便，因为顶点格式和流索引的每个排列都需要自己的类型特征特化。我希望能够在其中包含所有流的单个顶点特征，如下所示：

template<>
struct VertexTraits<VertexFormat::Pos3_TexCoords2>
{
    using Stream0Type = Vector2; // Or some other similar declaration
    using Stream1Type = Vector3;
};

我尝试过在 VertexTrait 中使用 Stream 特征嵌套特征类型，并尝试通过 CRTP 使用继承，但对于这两种情况，我都无法获得完全正确的语法。什么方法可以解决这个问题？如果使用未定义的流（即：上例中的 Stream2Type），是否可以通过引入静态断言或编译时错误的方式完成？

Answer 1

您可以像这样嵌套特征：

template<VertexFormat VF>
struct VertexTraits;

template<>
struct VertexTraits<VertexFormat::Pos3_TexCoords2>
{
private:
    template<uint32_t I>
    struct TypeSelector;

public:
    template<uint32_t I>
    using Type = typename TypeSelector<I>::Type;
};

template<>
struct VertexTraits<VertexFormat::Pos3_TexCoords2>::TypeSelector<0>
{
    using Type = Vector3;
};

template<>
struct VertexTraits<VertexFormat::Pos3_TexCoords2>::TypeSelector<1>
{
    using Type = Vector2;
};

但是，使用它的语法很丑：

template<uint32_t I>
typename VertexTraits<VF>::template Type<I>* vertices();

你可以使用类型别名

template<VertexFormat VF, uint32_t I>
using VertexTraits_ = typename VertexTraits<VF>::template Type<I>;

然后写

template<uint32_t I>
VertexTraits_<VF, I>* vertices();

https://godbolt.org/g/s82sPN

Do not forget 将 typename 和 template 用于依赖类型。

为了避免TypeSelector 在VertexTraits 之外看起来难看的特化，可以使用decltype 和重载解析：

template<>
struct VertexTraits<VertexFormat::Pos3_TexCoords2>
{
    static Vector3 type_selector(std::integral_constant<uint32_t, 0>);
    static Vector2 type_selector(std::integral_constant<uint32_t, 1>);

    template<uint32_t I>
    using Type = decltype(type_selector(std::integral_constant<uint32_t, I>{}));
};

https://godbolt.org/g/VFRT9H