如何编写一个接受每个类和类模板的 C++ 模板？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何编写一个接受每个类和类模板的 C++ 模板？

【英文标题】：How to write a C++ template that accepts every class and class template?

【发布时间】：2009-06-02 15:27:01

【问题描述】：

预先警告：这个问题似乎比实际要明显得多。

我想编写一个可以接受任何具体类或模板类作为模板参数的模板。这可能看起来没用，因为如果不知道传入的 T 是否是模板化的，您将不知道如何使用它。我想要这个的原因是我可以声明一个没有定义的通用模板，然后用户可以专门化。因为用户专门研究它，所以他们总是知道他们正在处理的类型。但是用户不能在没有先声明模板的情况下对其进行专门化。

你可以这样做：

template<class T>
class myclass;

但是如果你传入一个模板化的 T 就行不通了，例如myclass<std::vector> 就行不通了。那么我们试试这个：

template<class T>
class myclass;

template<template<class> T>
class myclass;

这可能是正确的方法，但它不会按原样工作，因为类模板不能重载。所以我们把它切换成函数模板，可以是：

template<class T>
void myfunc();

template<template<class> T>
void myfunc();

太好了，所以我们完成了吗？好吧，模板模板参数可能有不同数量的参数，所以我们也需要考虑到这一点。

template<class T>
void myfunc();

template<template<class> T>
void myfunc();

template<template<class, class> T>
void myfunc();

template<template<class, class, class> T>
void myfunc();

// etc.

丑陋，但Boost Preprocessor Library 可以为我们生成此代码（并且在 C++0x 中将添加对可变参数模板的支持，因此这种丑陋只是暂时的）。但是我们还是忘记了一个案子！如果 T 的一个参数不是一个类，而是一个常量整数怎么办。让我们尝试支持它：

template<class T>
void myfunc();

template<template<class> T>
void myfunc();

template<template<class, class> T>
void myfunc();

template<template<class, class, class> T>
void myfunc();

// etc.

template<template<class> T>
void myfunc();

template<template<class, int> T>
void myfunc();

template<template<int, class> T>
void myfunc();

template<template<int, class, class> T>
void myfunc();

template<template<class, int, class> T>
void myfunc();

template<template<class, class, int> T>
void myfunc();

// etc.

哦哦。鉴于任何常量类型都可以传入模板，以任意数量与类参数混合，KABLOOEY 组合爆炸。只是为了让事情变得更加困难，如果 T 的任何参数本身就是模板怎么办？

【问题讨论】：

我会回到绘图板并明确定义需求。你想达到什么目标？混合模板和类是否有意义（注意 std::vector 是一个类，而不是模板）。你真正想解决什么问题？

【参考方案1】：

boost::mpl 做了这样的事情（这是他们对binding an argument 的想法）。但是，您必须做出很多假设才能使其发挥作用，例如使用；

template <class T> foo  ; typedef foo< int_<4> > my_foo_4;

而不是

template <int T> foo  ; typedef foo<4> my_foo_4;

不必为所有 int、char、bool 等组合提供重载。

我想不出比 boost::mpl 方法更有效的方法，而且总的来说，我认为任何方法都会遇到很多问题；类模板不是类型，它不能真正嵌入到类型系统中（boost::mpl 将其视为创建新类型的函数；更一般地说，它用于创建“MetaFunction”） .我什至不确定可变参数模板是否会影响模板模板参数（虽然很有趣）。

【讨论】：

托德，他们会的。在 C++1x 中，您将能够执行 template struct Take;模板

中获取它们的参数

使用 int_ 是我想到的一个想法，但我害怕走那条路；）我必须对模板模板参数和插入参数做同样的事情进入那些，这比我想象的要多一点。我想我只需要尝试一下，看看会发生什么。

MPL 允许轻松地使用 lambda：传递 vector<_1> 作为类型，然后使用 typename mpl::apply::type （T 是模板参数），你得到矢量

【参考方案2】：

解决方案是：使用函数重载而不是模板特化！编译时间会更好，约束消失了……

请记住，任何模板都被视为在最近的全局范围内实例化，之后使用它们。这意味着这将起作用：

template <class T>
int f(const T& t)

  return g(t);
 

int g(int a)

  return a+1;


int main()

   return f(5);

如您所见，即使函数g 是在f 之后定义的，它仍然有效。这意味着您可以定义使用该函数的任何模板，只要用户在使用模板之前定义了该函数，就可以了，C++会找到它。

还请记住，函数不存在模板特化！如果存在许多同名的函数，C++ 将总是期望重载，而不是模板特化。

简而言之，最好的解决方案是：就像函数存在一样使用它，并期望用户在使用模板之前定义函数。

【讨论】：

这个问题已经使用了重载——答案没有解决这个问题。据我了解，他希望能够调用 f()、f()、f<:bind>() (!) 等。

我不同意……他想为用户定义一个模板来专门化它。然后，OP 建议预定义函数模板。但是你不能专门化函数模板。另外，如果 OP 想要定义这个函数，这是在他的代码中使用它。否则，OP 应提供有关如何使用该功能的更多详细信息。

【参考方案3】：

template <class T> class myclass;

template <> class myclass<int>;
template <> class myclass<std::vector<int>>;
template <> class myclass<std::vector<std::vector<int> > >;

这是你想要的吗？

【讨论】：

不。我希望能够在 std::vector 上专门化 myclass 而无需实际给 std::vector 一个类型。为此，您需要模板模板参数。