C ++中的部分类模板参数推导

Question

我有一个模板类，但只能从构造函数中推导出部分模板参数。

有没有办法在调用构造函数时在尖括号内提供其余的模板参数？

假设我们使用的是 C++17。

template<typename T1, typename T2>
struct S
{
    T2 t2;

    S(const T2& _t2) : t2{_t2} {}

    void operator()(const T1& t1)
    {
        std::cout << t1 << ", " << t2 << '\n';
    }
};

int main()
{
    S<int, double> s {3.14};

    std::function<void(int)> func = s;
    
    func(42);

    // What I want:
    //S<int> s2 {3.14};     <- T1 is provided in the angle brackets, T2 is deduced
    //std::function<void(int)> func2 = s;
    //func2(42);
}

据我所知，我们需要在尖括号中提供所有模板参数，或者不提供任何参数并使用 CTAD。 问题是我不想编写所有模板参数（在我的实际用例中，它们中有 5-6 个，它们非常冗长）但我也不想在构造函数中传递所有参数，因为其中一些不用于构造对象。对于 operator() 方法，我只需要它们的类型。

我无法将 operator() 方法模板化，因为我想将它绑定到 std::function 对象，并且我无法在绑定期间推断模板参数类型。所以这就是为什么我需要包装类中的所有类型。

这种部分模板推导存在于函数中。

例如：

template<typename T1, typename T2>
void foo(const T2& t2)
{
    T1 t1{};
    std::cout << t1 << ", " << t2 << '\n';
}

int main()
{
    foo<int>(3.4); //T1 is explicitly int, T2 is deduced to be double
}

我目前的解决方案是利用这个特性，通过函数构造对象：

template<typename U1, typename U2>
S<U1, U2> construct_S(const U2& t2)
{
    return S<U1, U2>{t2};
}

int main()
{
    auto s2 = construct_S<int>(1.5);
    std::function<void(int)> func2 = s2;
    func2(23);
}

我觉得这个解决方案很笨拙，因为我们使用外部函数来构造对象。

我想知道是否有更清洁的解决方案。

也许有一些扣除指南？我不确定。

Answer 1

正如评论中提到的，您可以使用嵌套类，以便可以单独提供两个参数（一个显式推导出另一个）：

template<typename T1>
struct S {
    template <typename T2>
    struct impl {
        T2 t2;    
        impl(const T2& _t2) : t2{_t2} {}
    };

    template <typename T2>
    impl(const T2&) -> impl<T2>;
};


int main() {
    S<int>::impl<double> s {3.14};
    S<int>::impl s2 {3.14};    // <- T1 is provided in the angle brackets, T2 is deduced
}

我发现了这个How to provide deduction guide for nested template class?。不过，上面的代码在 gcc 和 clang 上都没有问题：https://godbolt.org/z/MMaPYGbe1。

如果重构类模板不是一种选择，辅助函数是一种常见且干净的解决方案。标准库有许多 make_xxx 函数，其中一些仅在 CTAD 出现之前才需要。

Answer 2

最简单的方法是提供工厂函数来接管类型的推导：

template<typename T1, typename T2>
auto makeS(T2 x) -> S<T1, T2>
{
    return S<T1, T2>{x};
}

https://godbolt.org/z/4cPTdv7e3

Answer 3

template<typename T2>
struct S
{
    T2 t2;

    S(const T2& _t2) : t2{_t2} {}
    template<typename T1>
    void operator()(const T1& t1)
    {
        std::cout << t1 << ", " << t2 << '\n';
    }
};

int main()
{
    S s {3.14}; // T1 not provided
    std::function<void(int)> func2 = s; // T1 deduced by std function
    func2(42); // works
}

我刚刚删除了T1，并将其设为operator() 的模板参数，一切正常。

Live example.