参数和返回类型中的模板类型推导

Posted 2023-02-22

【中文标题】参数和返回类型中的模板类型推导

【英文标题】：Template type deduction in parameter and return type

【发布时间】：2021-01-26 11:55:17

【问题描述】：

在我们当前的代码库中，我们的代码如下所示（这当然是简化版）：

#include <map>
#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

// General template function to convert an enum to a string, given a converter-container
// The converter-container is either a map, or a vector/array etc. of pair, 
// e.g. something that has enum in .first and string in .second

template<typename Container, typename Index>
string toString(Container&& names, Index&& index, const string& noMatch = "NoMatch")

    for (auto&& elem : names) 
      if (elem.first == index) 
         return elem.second;
      
   
   return noMatch;



// Simple example enum
enum class Color

    red, green, blue, pink
;

// Example of two converter-container types
constexpr array colors1 = pairColor::red, "Red", pairColor::green, "Green", pairColor::blue, "Blue";
const map<Color, string> colors2  =  Color::red, "Red", Color::green, "Green", Color::blue, "Blue";


int main()

    cout << toString(colors1, Color::red) << " " << toString(colors2, Color::blue) << " "
     << toString(colors2, Color::pink) << endl;     

此代码按预期工作，并打印出“Red Blue NoMatch”

但是，我想重写 toString 函数，使其不返回字符串，而是返回存储在转换容器中的任何类型（例如 string、string_view 或 char*）。

如果没有 noMatch 部分，任务会很简单，只需使用“auto”而不是“string”作为返回类型：

template<typename Container, typename Index>
auto toString(Container&& names, Index&& index)

    for (auto&& elem : names) 
      if (elem.first == index) 
         return elem.second;
      
   
   return begin(names)->second;

这工作并打印出“红蓝红”，但不是我正在寻找的解决方案。我寻找的是一种拥有的方式：

template<typename Container, typename Index>
auto toString(Container&& names, Index&& index, const <returnType>& noMatch = "")

    for (auto&& elem : names) 
      if (elem.first == index) 
         return elem.second;
      
   
   return noMatch;

但正如你所见，我需要为 填写一些内容，但我不知道会是什么。 如果有帮助的话，我可以将函数分成两个不同的函数，一个用于映射，另一个用于数组/向量对，但我希望能够保持相同的调用语法。

FWIW，我们目前使用启用了 c++17 的 gcc 9.2。

谢谢。

【问题讨论】：

无论返回类型是什么，它在所有分支中都必须相同。在你的情况下它是 decltype(declval<:value_type>().second).

【参考方案1】：

只需推断second的类型，例如：

template<typename Container, typename Index,
         typename NoMatchType=decltype(std::declval<typename Container::value_type &&>().second)>
auto toString(Container&& names, Index&& index,
              const NoMatchType &noMatch=NoMatchType)

（如果您愿意，也可以在此处使用NoMatchType 代替auto）

【讨论】：

我认为应该是declval<typename Container::value_type>().second

你#include <string>和#include <utility>了吗？

感谢@StPiere 和@SamVarshavchik，但两者都不起作用。这两个建议都在“declval”上给出错误：error: 'const std::map<Color, std::__cxx11::basic_string<char> >&' is not a class, struct, or union type

您可能缺少#include <map>。但是如果你能分享一下godbolt链接会更容易

我的答案可能需要调整，但是如果您了解此处显示的基本解决方案，您应该可以自己找出必要的调整。你熟悉declval、decltype等吗？等等，这个语法试图做什么？

【参考方案2】：

我发布了对@Sam 答案的改进，但归结为同一件事：

您可以使用一些相对容易理解的类型特征来实现您想要的，而不是第三个模板参数（这会使您的界面复杂化并锁定它以防止以后的简单扩展）。 而不是decltype/std::declval 语法对于它想要做的事情来说有点繁重，即获取Container 的value_type 的第二部分的类型。我们可以使用pair 的TupleLike 品质来简化这一点：

template<typename Container, typename Index>
auto toString(Container&& names, Index&& index,
              const std::tuple_element_t<1, typename Container::value_type>& noMatch = )

注意我省略了“重”参数类型的重复（在原始版本中已经不需要）。 如果你知道你只会对Container 使用MapLike 类型，你可以走捷径直接使用它的类型别名：

template<typename Container, typename Index>
auto toString(Container&& names, Index&& index,
              const typename Container::mapped_type& noMatch = )

【讨论】：

谢谢@rubenvb。经过一番努力，我得到了您的上述解决方案（这很好，因为这与其他任何事情一样都是一种学习经验）：godbolt.org/z/6aYTs7 我需要做的是 1）在容器上使用 remove_reference_t - 和然后从 0 而不是 1 计数 - 从而在使用 tuple_element_t 时将索引从 2 更改为 1 ;-)

啊，是的，索引是我的错误，对此感到抱歉。 remove_reference_t 是必要的，因为您使用推断出的Container&&（并且没有错误或任何东西！）但是如果您使用例如const Container& 然后remove_reference_t 就没有必要了。您在这些方面获得的经验越多，您在编写此类代码时就可以更好地解决您面临的问题。您也许可以避免一些问题，但您将继续遇到问题。很高兴你能从中学到东西！