模板参数固定的C++函数参数数量[重复]

Posted 2023-02-21

【中文标题】模板参数固定的C++函数参数数量[重复]

【英文标题】：C++ number of function's parameters fixed by template parameter [duplicate]

【发布时间】：2013-07-12 03:33:56

【问题描述】：

我有一个这样的模板类：

template <unsigned N>
class Pixel 
    float color[N];

我希望有一个带有精确N参数的构造函数来初始化类中的数组，像这样：

Pixel<N> (float x_1, float x_2, ..., float x_N) 
    color[0] = x_1;
    color[1] = x_2;
    ...

显然我无法为每个N 手动实现构造函数。那么如何通过模板元编程或任何其他技术来实现这一目标呢？

【参考方案1】：

其他答案很好也很实用，但这个问题很有趣，并且做类似事情背后的技术可以为类似但更复杂和/或实际的问题和解决方案奠定良好的基础。以下是按照您描述的方式计算构造函数参数的内容：

template <unsigned int N>
class Pixel 
public:
    template<typename... Floats> //can't use float... anyway
    Pixel(Floats&&... floats) : colorstd::forward<Floats>(floats)... 
        static_assert(sizeof...(Floats) == N, "You must provide N arguments.");
    

private:
    float color[N];
;

int main() 
    Pixel<3> p(3.4f, 5.6f, 8.f);   
    Pixel<3> p2(1.2f); //static_assert fired

【讨论】：

它是Variadic template。谢谢你，克里斯，你让我第一次知道这个功能。可能我需要去学习 C++11 的新特性。

@OliverQ，它们非常有趣，非常适合研究和使用。可变参数模板是更难理解和使用的模板之一。我通常不擅长将它们正确地用于元编程目的。

【参考方案2】：

我会像这样使用 std::array：

#include <array>
#include <iostream>

template<unsigned int N>
class Pixel

public:
    Pixel(std::array<float, N> values)
    
        for(size_t i=0; i<N; i++)
        
            colors[i] = values[i];
        
    

private:
    float colors[N];
;

int main(int argc, char* argv[])

    std::array<float, 5> array =  0.0f, 1.1f, 2.2f, 3.3f, 4.4f ;
    Pixel<5> p(array);

    return 0;

我使用了浮点颜色[N];作为成员变量，因为这就是你所拥有的，但如果由我决定，我只会存储数组本身。如果您无法访问 c++11 编译器，则可能有一种方法可以使用 boost::tuple 获得类似的结果（克里斯告诉我 std::tuple 也是 c++11，哎呀）。

顺便说一句，

std::tuple 仍然是 C++11。不过，总是有boost::array 和boost::tuple。

【参考方案3】：

这里很大程度上取决于您从哪里开始（C++03 与 C++11）以及您真正想去哪里（只传递数字，或者传递类似 std::array 的东西是否适合您)。

如果您有 C++11 并且只想传递数字，那么执行以下操作可能最简单：

#include <vector>
#include <iostream>
#include <initializer_list>

class pixel 
    std::vector<double> color;
public:
    pixel(std::initializer_list<double> && l) : color(l) 
    ~pixel() 
        // show the data we received:
        for (double const &f : color)
            std::cout << f << "\t";
    
;

int main() 
    pixel1.9, 2.8, 3.7, 4.6, 5.5;

请注意，std::initializer_list 不支持缩小转换，因此如果要将数字存储为 float 而不是 double，则需要实际传递 floats：

pixel1.9f, 2.8f, 3.7f, 4.6f, 5.5f;

然而，与@Chris 的解决方案不同，这并不试图强制传递给定数量的参数——它只是符合存储您传递的任何数字。作为回报，它更容易使用。您不需要指定大小 - 它会根据您传递的项目数计算出来。

如果你喜欢这个总体思路，但坚持使用数组和 C++03（为什么？），你可以这样做：

#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>

template<class T, size_t N>
class pixel 
    T color[N];
public:
    pixel(T(&matrix)[N]) 
        std::copy_n(matrix, N, color);
    
;

template <class T, size_t N>
pixel<T, N> make_pixel(T(&matrix)[N]) 
    return pixel<T, N>(matrix);


int main() 
    float a [] =  1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5 ;
    pixel<float, 5> p = make_pixel(a);
    return 0;

在这种情况下，我已将float 作为模板参数传递，但如果您确定它始终为float，您可以只传递大小，并使用float 而不是@ 987654332@.

【讨论】：

确实，我打算做所描述的事情，也许是更实际的事情。对于其他更复杂的事情来说，这至少是一个很好的例子。很好的答案。

不错的答案，但您可以使用std::vector 而不是std::array。

@iammilind：是的——可能有，但是 borgleader 已经证明了这一点，在这种情况下，不清楚它是否一定是唯一（甚至是最好的）选择。这也不是说这是一个坏主意，只是在不知道用法的情况下很难说。

在任何情况下，如果必须在std::array 和std::vector 之间做出选择，则必须是std::array。不仅在性能方面，而且在可读性方面，代码的读者都会确信大小永远不会改变。因为这里的大小在编译时是已知的，所以最好有std::array。只是我的想法:)

@iammilind：无论如何，这不是唯一的考虑因素。例如，与std::vector 相比，std::array 的最大大小通常非常有限。