如何在模板函数中实现模板类类型？答案

【问题标题】：How to realize template class type in template function?如何在模板函数中实现模板类类型？
【发布时间】：2021-07-19 04:18:01
【问题描述】：

我想为STL容器设计一个打印功能，包括：std::vector, std::map, std::unodered_map, std::set, std::unordered_set, std::list ....

理想的函数如下所示：

template<typename T>
void Show(const T& t)
{
    if (istype(t, std::vector)) 
    {  
        // here is a presudo code
        // print vector
        for (auto i: t) cout << i << endl;
    } 
    else if (istype(t, std::unordered_map)) 
    {
        // print unordered_map
    } 
    else 
    {  }
}

我认为问题发生在istype()

我知道有像std::is_same 这样的功能可以做到这一点。

但是好像只能在int或float上操作，不能在std::vector上操作，你能帮忙吗？

【问题讨论】：

标签： c++ templates c++17 c++-standard-library function-templates

【解决方案1】：

但是好像只能在int或者float上操作，不能操作在std::vector，你能帮忙吗？

对于像搁浅容器这样的模板类，您需要指定模板参数来获取具体类型，然后您可以使用std::is_same 进行比较。这意味着像 std::is_same_v<T, std::vector<int>> 或 std::is_same_v<T, std::vector<float>> 之类的东西......将起作用。

另一方面，您需要查看传递的容器是否是标准容器的特化。你需要你自己的std::is_same_v，比如类型特征。

一种可能的实现如下所示。另请注意，您需要使用if constexpr（自c++17）而不是普通的if 进行编译时分支。如果无法访问c++17，则需要使用SFINAE。

(See a Demo)

#include <iostream>
#include <type_traits> // std::false_type, std::true_type
#include <vector>
#include <list>
#include <string>
#include <map>

template<typename Type, template<typename...> class Args>
struct is_specialization final : std::false_type {};

template<template<typename...> class Type, typename... Args>
struct is_specialization<Type<Args...>, Type> : std::true_type {};


template<typename ContainerType>
constexpr void show(const ContainerType& container) noexcept
{
    if constexpr (is_specialization<ContainerType, std::vector>::value
                || is_specialization<ContainerType, std::list>::value)
    {  
        for (const auto ele : container)
            std::cout << ele << '\t';
        std::cout << '\n';
    }
    else if constexpr (is_specialization<ContainerType, std::map>::value)
    {
        for (const auto& [key, value]: container)
            std::cout << key << " " << value << '\t';
        std::cout << '\n';
    }
    // ... so on!
}

int main()
{
    std::vector<int> vec{ 1, 2, 3 };
    show(vec);

    std::list<int> list{ 11, 22, 33 };
    show(list);

    std::map<int, std::string> mp{ {1, "string1"}, {2, "string2"}, {3, "string3"} };
    show(mp);
}

【讨论】：

【解决方案2】：

所有 STL 容器的共同特点是它们可以在[begin(),end()) 范围内迭代。对于序列容器，您必须将打印T 作为 value_type 处理，对于（无序）关联容器打印 std::pair<const Key, T> 作为 value_type 必须进行处理。就这些。我看不出有任何理由在您的实现中检查传递的容器的类型。

template<class T>
void Print(const T& val) {
    std::cout << val;
}

template<class Key, class Value>
void Print(const std::pair<const Key,Value>& p) {
    Print(p.first);
    std::cout << " - ";
    Print(p.second);
}

template<class Cont>
void PrintCont(const Cont& cont) {
    std::cout << std::endl;
    for (auto it = cont.begin(); it != cont.end(); ++it) {
        Print(*it);
        std::cout << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

    std::array<int,2> a{1,2};
    std::vector<int> v{1,2,3};
    std::list<double> l{2., 3., 5.4};
    std::map<int,double> m{ {1,2.},{10,3.14} };
    std::multimap<int,int> m2{ {2,3},{4,5} };
    std::set<float> s{1.f, 23.f, 2.f};
    std::unordered_map<int,Foo> m3{ {1,Foo(1)}, {2,Foo(2)}, {3,Foo(3)}}; 
    PrintCont(a);
    PrintCont(v);
    PrintCont(l);
    PrintCont(m);
    PrintCont(a);
    PrintCont(s);
    PrintCont(m2);
    PrintCont(m3);

Live demo

【讨论】：