为啥可变参数模板的模板特化与非可变模板的特化不同？

Posted 2023-02-17

【中文标题】为啥可变参数模板的模板特化与非可变模板的特化不同？

【英文标题】：Why is template specialization of variadic templates different from specialization of non-variadic templates?为什么可变参数模板的模板特化与非可变模板的特化不同？

【发布时间】：2014-08-18 14:34:36

【问题描述】：

我不明白为什么可变参数模板的模板专业化不同于常规（即非可变参数）模板。例如，我有一个模板和一个专业化，例如：

enum class MF : int 
    ZERO = 0,
    ONE = 1,
    TWO = 2
;

// --------- Specialization -------------
template <MF mf>
class Stat
public:
    Stat(std::string msg) 
        cout << "Generic Stat construtor: " << msg << endl;
    
;

// --------- Template Specialization -------------
template<>
class Stat<MF::ONE>
public:
    Stat(std::string msg) 
        cout << "Specialized Stat constructor: " << msg << endl;
    
;

我专门研究了MF 枚举的特定值。

现在，如果我想专门化一个可变参数模板，我不能用 MF 枚举的特定值（例如，MF::ONE）专门化可变参数模板参数，我只能专门化一个类型，（例如 @ 987654326@).

// --------- Variadic Template -------------
template<MF mf, typename... E>
class Var
public:
    Var(std::string msg)
        cout << "Generic Var constructor: " << msg << endl;
    

;

// --------- Variadic Template Specialization -------------
template<>
class Var<MF::TWO, MF>
public:
    Var(std::string msg)
        cout << "Specialized Var constructor: " << msg << endl;
    
;

我想将我的可变参数模板专门用于特定的MF 值，但似乎我做不到。

我是否缺少语言的某些方面可以让我做我想做的事？大致如下：

template<>
class Var<MF::TWO, MF::ONE>
public:
    Var(std::string msg)
        cout << "Specialized Var constructor: " << msg << endl;
    
;

完整的例子可以在here找到

【问题讨论】：

but it doesn't appear that I can. 你有没有收到错误或什么？

MF::ONE 是 typename 吗？那么，您为什么期望能够将其传递给typename...？

MF::ONE 是一个枚举值。

@Paranaix 如果我像class Var<MF::TWO, MF::ONE> 那样专精，代码将无法编译。我收到此错误error: template argument for template type parameter must be a type class Var<MF::TWO, MF::ONE>

【参考方案1】：

如果我对您的理解正确，您希望您的可变参数模板使用任意数量的 MF 值进行参数化。好吧，不要这样声明：

template<MF mf, typename... E>

...它声明了任意数量的类型参数，但是像这样：

template<MF mf, MF... moreMF>

...声明任意数量的MF类型的非类型参数。

也就是说，显式特化对于可变参数模板没有什么不同，但是您不知何故忘记了如何在两者之间设置参数。

【讨论】：

第一个参数必须是MF 类型的b，但其他模板参数不必是MF，而是可以是多种不同类型中的任何一种。我刚刚使用了MF，因为它是我已经拥有的。很抱歉造成混乱。

【参考方案2】：

templates 不是宏。 typename... 并不意味着“采用任意数量的逗号分隔字符串”。 typename... 表示“取 0 种或更多类型”。

MF::ONE 不是类型。

尝试传递MF::ONE，而template 期望typename... 是错误的，因为template 要求的是typename 而不是值。

你可以写一个template class，它需要0个或多个MFs。你可以写一个接受零个或多个类型的。你不能写一个 template class 接受 0 个或多个 MFs 或类型。 C++ 不支持。

如果必须通过类型传递值，则有std::integral_constant< TYPE, VALUE >，它是一种包装整型常量值的类型。

template<MF mf, typename... E>
class Var;
template<>
class Var<MF::TWO, std::integral_constant<MF, MF::ONE>>
public:
  Var(std::string msg)
    cout << "Specialized Var constructor: " << msg << endl;
  
;

您可以通过 Var<MF::TWO, std::integral_constant<MF, MF::ONE>> 实例化它。

您可以创建别名：

template<MF mf> using MF_t=std::integral_constant<MF, mf>;

让你的代码看起来更漂亮：

template<MF mf, typename... E>
class Var;
template<>
class Var<MF::TWO, MF_t<MF::ONE>>
public:
  Var(std::string msg)
    cout << "Specialized Var constructor: " << msg << endl;
  
;
int main() 
  Var<MF::TWO, MF_t<MF::ONE>> instance("hello");;

出于元编程的目的，有时将模板编写为始终采用类型而不采用常量是一个明智的想法，并且当您需要常量时将其填充到上述类型中。然后template<class...>class X 将匹配任何这样的模板。

您可以使用::value 或通过构造它并将其转换为该类型的值来访问std::integral_constant 的值。 （在 C++1y 和许多 C++11 编译器中，该转换为 constexpr）。

所以

 MF x = MF_t<MF::ONE>;
 MF y = MF_t<MF::ONE>::value;

会将x 和y 设置为MF::ONE。在这两种情况下，右侧都应该是编译时表达式，所以：

MF_t< MF_t<MF::ONE> >

是与MF_t< MF::ONE > 相同的有效类型（如果写得有点傻）。

【讨论】：

感谢解释和演示！这使它起作用。