使用多个参数包将运行时值转换为编译模板参数

Question

在我第一次尝试可变参数模板时，我试图创建一个函数，该函数使用模板参数的所有组合实例化派生类。这个想法是让运行时选项类能够选择要使用的确切模板实例化。我已经能够让基本案例使用 1 和 2 个模板参数。但是一般情况下不起作用，下面第三次调用 SelectInstance 编译失败，出现以下错误：

候选函数不可行：需要 3 个参数，但提供了 2 个 AbstractBase *SelectInstance(Func func, Args... args)

完整代码如下：

#include <memory>
#include <iostream>

struct Options
{
  bool GetFirstParameter() { return true; }
  bool GetSecondParameter() { return false; }
  bool GetThirdParameter() { return true; }
};

struct AbstractBase
{
  virtual void PrintMe() = 0;
};

template<class... Args>
struct Derived : public AbstractBase
{
  virtual void PrintMe() { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }
};

template<class... Args>
AbstractBase *SelectInstance()
{
  return new Derived<Args...>();
}

template<class Func, class... UnpackedArgs>
AbstractBase *SelectInstance(Func func)
{
  if (func())
    return SelectInstance<float, UnpackedArgs...>();
  else
    return SelectInstance<double, UnpackedArgs...>();
}

template<class Func, class... Args, class... UnpackedArgs>
AbstractBase *SelectInstance(Func func, Args... args)
{
  if (func())
    return SelectInstance<Args...,  float, UnpackedArgs...>(args...);
  else
    return SelectInstance<Args..., double, UnpackedArgs...>(args...);
}

int main()
{
  Options opts;
  std::unique_ptr<AbstractBase> one(
    SelectInstance(
      std::bind(&Options::GetFirstParameter, &opts)
      )
    );
  one->PrintMe();

  std::unique_ptr<AbstractBase> two(
    SelectInstance(
      std::bind(&Options::GetFirstParameter, &opts),
      std::bind(&Options::GetSecondParameter, &opts)
      )
    );
  two->PrintMe();

  // this one fails to compile!
  std::unique_ptr<AbstractBase> three(
    SelectInstance(
      std::bind(&Options::GetFirstParameter, &opts),
      std::bind(&Options::GetSecondParameter, &opts),
      std::bind(&Options::GetThirdParameter, &opts)
      )
    );
  three->PrintMe();
}

我可能不正确地使用可变参数模板将仿函数转换为新的参数包。任何指导表示赞赏。

Answer 1

您的尝试失败的原因是编译器无法判断您提供了哪些参数。为简单起见，假设我们的函数类型为 A、B 和 C。初始调用是：

// Func = A, Args... = {B, C}, UnpackedArgs... = {}
AbstractBase *SelectInstance(Func func, Args... args)

从这里开始，我们调用SelectInstance<Args..., float, UnpackedArgs...>(args...);，也就是说，SelectInstance<B, C, float>(b, c); 你的意思是：

// Func = B, Args... = {C}, UnpackedArgs... = {float}
AbstractBase *SelectInstance(Func func, Args... args)

但真正的参数包是贪婪的，并且会拿走所有东西。 Args... 接受您明确提供的每个后续类型参数。所以这个电话真的被解释为：

// Func = B, Args... = {C, float}, UnpackedArgs... = {}
AbstractBase *SelectInstance(Func func, Args... args)

此函数接受三个参数（B、C 和 float）但您只传递了两个参数（b 和 c），因此会出现错误。

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要解决此问题，请翻转模板参数的顺序，将 非 推导的参数放在首位，将推导的参数放在最后。这样，您仍然可以使用模板推导做正确的事情，甚至避免额外的重载：

template<class... Args>
AbstractBase *SelectInstance()
{
  return new Derived<Args...>();
}

template<class... UnpackedArgs, class Func, class... Args>
AbstractBase *SelectInstance(Func func, Args... args)
{
  if (func()) {
    return SelectInstance<float, UnpackedArgs...>(args...);
  }
  else {
    return SelectInstance<double, UnpackedArgs...>(args...);
  }
}

这是有效的，因为现在您提供的所有参数都进入 UnpackedArgs... 并推导出 Func 和 Args... - 这正是您想要的。