为模板传递非类型参数参数

Question

可能是愚蠢的问题：我正在尝试执行以下操作

template<unsigned int N>
class Foo{...}; // Define class Foo accordingly

int main(){
  for (unsigned int i = 0; i < 10; i++){
    Foo<i> f(3);
    f.show();
  }
  return 0;
}

正如您想象的那样，它不会编译，因为变量 i 不是 const。我知道这样做的原因是在非类型模板参数Foo<i> 中分配的值必须在编译时知道，因为这里不是这种情况，所以它真的不知道该怎么做。现在，我想知道是否有办法克服这个问题。当然，第一个想法是将unsigned int N 声明为Foo 类的成员变量。

所以问题：是否可以使用模板参数实现上述所需的行为，还是我必须将unsigned int N 声明为我的类的成员变量？

P.S.：我试图找到一个相关的问题，但我发现的问题与如何使用非类型模板参数有关，他们并没有完全回答这个问题。由于他们没有提到这是可能的，我认为这是不可能的......

编辑。

是否可以做到以下几点？

template<unsigned int N>
class Foo{...}; // Define class Foo accordingly

int main(){
  std::vector<Foo> v; // I know it's better with shared_ptr, etc.. but to get the idea..
  for (unsigned int i = 0; i < 10; i++){
    Foo<i> f(3);
    f.show();
    v.push_back( f );
  }
  return 0;
}

Answer 1

我们的语言没有for constexpr，所以你不能直接做。您必须以某种方式模拟编译时 for 循环。有几种选择。

1. 使用std::integer_sequence (C++14) 和int... 包：

   template<int i>
   void foo() {
       Foo<i> f(3);
       f.show();
   }
   
   template<int... is>
   void foo(std::integer_sequence<int, is...>) {
      (foo<is>(), ...);  // expands into foo<0>(), foo<1>(), ..., foo<9>()
   }
   
   foo(std::make_integer_sequence<unsigned int, 10>{});
   

2. 使用递归和if constexpr (C++17) 模拟for 循环：

   template<unsigned int i>
   void foo()
   {
       Foo<i> f(3);
       f.show();
   
       if constexpr (i + 1 < 10)
           foo<i + 1>();
   }
   
   foo<0>();
   

3. 使用std::integral_constant (C++11) 和函数重载：

   void foo(std::integral_constant<unsigned int, 10>) {}
   
   template<unsigned int i>
   void foo(std::integral_constant<unsigned int, i>) {
       Foo<i> f(3);
       f.show();
       foo(std::integral_constant<unsigned int, i + 1>{});
   }
   
   foo(std::integral_constant<unsigned int, 0>{});
   

Foo<i> 和 Foo<j> 是不同的 i 和 j 的不同类型。您不能将不同的类型放入std::vector。如果is 在编译时已知，您可以创建std::tuple 的Foo<i>s。但这仍然会使用一些模板技巧。