从 std::array 等获取 size_type 的惯用方法

Posted 2023-03-23

【中文标题】从 std::array 等获取 size_type 的惯用方法

【英文标题】：Idiomatic way to get size_type from std::array or the like

【发布时间】：2019-12-27 12:18:32

【问题描述】：

由this question 触发，我想出了以下代码（在我的答案中是boost::array，但同样适用于std::array）：

template <std::array<char,1>::size_type size>
void DataTransform(std::array<char, size> data) 

我对@9​​87654325@ 一点也不满意。我必须以一定的大小实例化，才能知道size_type。对于std::array，我可以使用size_t，但是一般情况呢？如果size_type 不是size_t 怎么办？或者更一般（即不适用于std::array）如果size_type 对不同的大小不同（愚蠢但可能）怎么办？

我知道这个问题相当学术，有很多方法可以完全避免这个“问题”（例如，我可以通过迭代器）。无论如何，我想知道...

对于需要实例化 size（size_type 类型）的模板，确定 size_type 的简洁方法是什么？

更一般地，问题可以表述为：在实际实例化模板之前，如何获得可能依赖于模板参数的模板 typedef。

【问题讨论】：

std::array<T,N>::size_type 不表示N 的类型，始终是std::size_t

@Caleth 是的，我知道，但我需要选择一些N 才能获得std::array<T,N>::size_type，这就是我想要避免的。一般来说some_template<N>::some_typedef 可能取决于N 的值（如果std::array::size_type 是这种情况，那真的很愚蠢，但通常你永远不知道......）

即使在一般情况下，N 的 type 也不依赖于 some_template<N> 的 instantiation 的任何部分，因为它是some_template

声明的一部分

@Caleth 也许这个问题是基于一种误解，即std::array::size_type 的目的是获得std::array 的size_type，而实际上这根本不需要。也许array::size_type 更适合在您有一个未知类型的实例化容器时使用...

@Caleth 啊，好的，现在我明白你想说的话了。呃，似乎我真的想多了这个问题。然而，答案显示了在更一般的场景中可能有用的方法

【参考方案1】：

这是一个 C++11 解决方案，它采用未推导的数组，然后在默认模板参数中提取涉及的类型和大小，最后执行 enable_if 来检查我们是否确实得到了 std::array：

#include <array>
#include <type_traits>

template<
    class TArray,
    class TSize = typename TArray::size_type,
    class TValue = typename TArray::value_type,
    TSize size = std::tuple_size<TArray>::value>
typename std::enable_if<std::is_same<std::array<TValue, size>, TArray>::value>::type
DataTransform(TArray data)

    // Enjoy!

https://godbolt.org/z/KMziYq

通过默认模板参数执行所有这些操作意味着这是 SFINAE 友好的（所有检查都在替换期间完成）。但与 C++17 解决方案相比，它也相当拗口 :)

我应该提到std::tuple_size（与原始问题基本相同）确实完全使用std::size_t。这应该不是问题，因为std::size_t 应该能够保存所有相关值，我们仍然提取并提供上面的“正确”TSize。但是你可以在没有std::tuple_size 的情况下完成所有这一切，只需编写自己的TSize 并仅推导出大小值：

template<class TValue, class TSize, class T>
struct MyTupleSize;

template<class TValue, class TSize, TSize size>
struct MyTupleSize<TValue, TSize, std::array<TValue, size>>

    static constexpr TSize value = size;
;

https://godbolt.org/z/zlseRm

【讨论】：

@StoryTeller 如果std::array 没有提供类型定义，那么这确实是不可能的，我相信。

【参考方案2】：

纯粹的 C++17 解决方案是回避这个问题：

template <auto size>
void DataTransform(std::array<char, size> data) 

推导出size的类型。然后，如果您需要以某种方式使用该类型，只需在函数模板中应用 decltype(size)。

【讨论】：

我仍然坚持使用 C++11，但由于这个问题主要是出于好奇，我很乐意接受 C++17 的答案

@foreknownas_463035818 - 我不相信所需的机器存在于 C++17 之前。但如果有人证明我在这方面错了，我会很兴奋。

很抱歉，由于我的思路出现了一些错误，被 Caleth 发现，我不得不接受不同的答案。我认为重新提出这个问题没有意义，但我只会接受这个问题的正确答案，恕我直言，其他答案仍然是非常有价值的贡献

【参考方案3】：

您始终可以使用模板使用的特定类型。

std::array<T,N>::size_type 不表示N、that's always std::size_t 的类型。

template <class T, size_t N> struct array

即使在一般情况下，N 的类型也不依赖于 some_template<N> 实例化的任何部分，因为它是 some_template 声明的一部分。