模板特化仅适用于某些方法答案

【问题标题】：Template specialization only for certain methods模板特化仅适用于某些方法
【发布时间】：2015-07-14 09:59:23
【问题描述】：

我无法在我的 vec2 模板类中专门化某些方法。这是我的代码：

#pragma once

template<typename Number>
struct vec2
{
    static_assert(std::is_same<Number, int>::value
               || std::is_same<Number, float>::value
               || std::is_same<Number, double>::value,
               "Type not allowed. Use <int>, <float> or <double>.");
    Number x, y;

    vec2();
    vec2(Number x, Number y);

    void add(const vec2& other);
    inline Number lengthSquared() const;
    /*Some other general methods like this two*/
}

我的问题是：我想以这种方式专门化我的 length 方法：
如果模板类型是 int (vec2<int>)
，它必须返回 float 如果模板类型为 float (vec2<float>)
，它必须返回 float 如果模板类型是double (vec2<double>)，它必须返回double

我以前像这样专门化我的length 方法：

struct vec2
{
/* ... */

inline Number length() const;
}
/*Outside vec2 struct, but in vec2.h*/
template<> inline int vec2<int>::length() const;
template<> inline float vec2<float>::length() const;
template<> inline double vec2<double>::length() const;

然后在我的 .cpp 文件中实现它。这很好用，但它只能返回相同的模板类型，它不能为vec2<int> 返回float length。有没有办法做到这一点？

【问题讨论】：

标签： c++ templates vector specialization

【解决方案1】：

您可以编写一个辅助类型，在给定向量组件类型的情况下，为您提供length 的返回类型。

template<typename T>
struct vec_length_t {};

// Specializations:
template<>
struct vec_length_t<int> { using type = float; };

template<>
struct vec_length_t<float> { using type = float; };

template<>
struct vec_length_t<double> { using type = double; };

（或者给它一个更通用的名称以便在其他地方重复使用，例如 floatify 或类似名称）

然后像这样使用它：

template<typename Number>
struct vec2 {
    ...
    typename vec_length_t<Number>::type length() const;
    ...
};

要复用多个函数或者在同一个类中使用，当然也可以使用局部类型别名：

template<typename Number>
struct vec2 {
    ...
    using length_t = typename vec_length_t<Number>::type;
    ...
    length_t length() const;
    ...
};

这使得在函数体中使用length_t 来调用正确的std::sqrt 重载变得容易（当您要返回float 时，您可能不想使用double 重载！ ):

template<typename Number>
vec2<Number>::length_t vec2<Number>::length() const {
    // Note that x*x+y*y is a Number, but we want a length_t:
    return std::sqrt(static_cast<length_t>(x*x + y*y));
    // Or, if you have lengthSquared() defined as returning a Number:
    return std::sqrt(static_cast<length_t>(lengthSquared()));
}

【讨论】：

【解决方案2】：

有几种可能的选择：

1) 使用某种形式的辅助特征模板来提供长度的返回类型：

也可以只为 int 提供此特征模板的专业化，并为其他所有内容提供通用版本，结合已经存在的 static_assert 将工作相同，但需要编写两个更少的专业化，但在我看来，知识然后，您的类处理的类型将分布在两个地方（特征和静态断言）

2) 如果“一般”情况（双精度和浮点）的实现是相同的，并且只有 int 情况不同 - 也可以使用 false_type/true_type 的结果进行公共长度调用私有长度重载 is_same ： )，可扩展性较差，但不需要任何外部类型：

auto length() -> decltype(length(is_same<T, int>) { return length(is_same<T, int>); }
Number length(std::false_type) { .... }
float length(std::true_type) {....}

当然，使用 C++14 可以摆脱 decltype mambo-jambo。

【讨论】：