在编译时根据模板参数排列类结构

Question

在 C++ 中是否可以根据模板参数包含/排除成员变量？

这是一个例子：

template< class T >
class RealNumber
{
    T real;
};

template< class T >
class ComplexNumber
{
    T real;
    T imag;
};

由于它们有许多共同的属性，只有一个类来表示一个数字（带有额外的模板参数）可以防止一些代码重复。

我想做的事情是这样的

template< class T , class U >
Number
{
    T real;

    // If U is not void
    U imag;
}

所以如果第二个参数为 void，就不会有名为 imag 的成员，产生：

sizeof( Number< T , void > ) == sizeof( T )

我尝试了 enable_if 但没有得到任何结果。

如果这不可能，是否有任何黑客可以使这成为可能？

Answer 1

typedef NullType struct {} NullType;
template< class T , class U = NullType>
class Number
{
  T real;
  U image;
}

Answer 2

检查继承技巧是否适合您：

template<class T, class = void >
class RealNumber
{
  protected: T real;
};

template<class T, class U>
class ComplexNumber : public RealNumber<T>
{
  U imag;
};

Answer 3

此答案不完整，仅说明如何使用enable_if 进行类模板的特化。

template<class T,class U,class Enable = void>
class Number
{
  T real;
  T imag;
};
template<class T,class U>
class Number<T,U,typename std::enable_if<std::is_void<U>::value>::type>
{
  T real;
};

具体实施取决于问题的确切性质。 比如，

• 如果允许 RealNumber 到 ComplexNumber 的转换（即is_a 关系），您可以考虑从一种实现继承到另一种实现。
• 要重用大量属性，可以在私有基类中实现公共部分。
• 根据具体问题，可以检查是否真的需要模板参数U。此外，实数Number<int,void> 或Number<int> 的首选语法应该是什么。等

Answer 4

很难说你在哪里开车，但这里有一个粗略的骨架：

template <typename T> class Number
{
  template <typename S> class Adder
  {
    typedef S type;
    static type add(type a, type b) { return a + b; }
  };
  template <typename U, typename W> class Adder<std::pair<U,W>>
  {
    typedef typename std::pair<U,W> type;
    static type add(type a, type b) { return type(a.first + b.first, a.second + b.second); }
  };

  T val;

public:
  T operator+(const T rhs) { return Adder<T>::add(val, rhs); }
};

请注意，大多数标准库数值函数已经为 std::complex 类型重载，因此您可能需要考虑一下是否真的需要自己编写。

用法：Number<int>、Number<double>、Number<std::pair<double, double>>。