类模板中 std::array 的大小取决于模板参数答案

【问题标题】：Size of std::array in class template depending on template parameter类模板中 std::array 的大小取决于模板参数
【发布时间】：2018-08-03 23:44:51
【问题描述】：

我有以下类模板

template<int N>
constexpr int arraySize() { return arraySize<N-1>() + N; }

template<>
constexpr int arraySize<0>() { return 0; }

template<int C>
class MyClass {
    public:
    std::array<int, arraySize<C>()> arr;
};

int main() {

    MyClass<3> cls;
    std::cout << cls.arr.size() << std::endl;    // Output: 6
}

一切正常，但我想将calculateArraySize<N>() 作为成员函数。我尝试了以下方法：

template<int C>
class MyClass {
    public:

    static constexpr int arraySize();
    std::array<int, MyClass<C>::arraySize()> arr;
};

template<int C>
constexpr int MyClass<C>::arraySize(){ return MyClass<C-1>::arraySize() + C; }

template<>
constexpr int MyClass<0>::arraySize() { return 0; }

导致以下错误：

致命错误：递归模板实例化超出最大值深度 1024 std::array::arraySize()> arr;

template<int C>
class MyClass {
    public:

    template<int N>
    static constexpr int arraySize();
    std::array<int, MyClass::arraySize<C>()> arr;
};

template<int C>
template<int N>
constexpr int MyClass<C>::arraySize(){ return MyClass::arraySize<N-1>() + N-1; }

template<int C>
template<>
constexpr int MyClass<C>::arraySize<0>() { return 0; }

给出以下错误：

tmp.cc:19:27: 错误：不能专门化（使用'template'）一个成员非专业模板 constexpr int MyClass::arraySize() { return 0; }

是否有可能实现所需的行为？欢迎使用 C++14/C++17 功能的解决方案（我想应该可以使用 if-constexpr），但由于只有 C++11 可用，因此无法解决我的特定问题。

【问题讨论】：

提示：第一个N自然数之和（所以1+2+3+...+N）是N*(N+1)/2。
@FrançoisAndrieux 是的，我知道，谢谢。我的问题不仅仅是关于这个特殊情况，它更像是一个简单的例子。
那我不清楚你在问什么。如果问题是您超出了最大深度，那么第一个解决方案是减少递归深度。您是在问如何专门化成员函数？
如果不专门化整个类，就不能专门化 C++ 中的成员函数。
第二个错误表明了这一点。有什么解决方法吗？

标签： c++ c++11 templates

【解决方案1】：

您可以将函数移动到类中，并针对基本案例专门化整个类。看起来像：

template<int C>
class MyClass {
    public:

    static constexpr int arraySize(){ return MyClass<C-1>::arraySize() + C; }
    std::array<int, MyClass<C>::arraySize()> arr;
};

template<>
class MyClass<0> {
    public:
    static constexpr int arraySize(){ return 0; }
};

int main() {
    MyClass<3> cls;
    std::cout << cls.arr.size() << std::endl;    // Output: 6
}

Live Example

【讨论】：

@datell，请记住，此专业化不会从模板继承任何内容。即，例如，如果您的模板类 MyClass<C> 有一个成员 int blah，那么所写的专业化 MyClass<C> 将没有这个成员。

【解决方案2】：

您也可以使用成员变量代替成员函数。

template <int C>
class MyClass {
   public:

      static constexpr int array_size = MyClass<C-1>::array_size + C;
      std::array<int, array_size> arr;
};

template <>
class MyClass<0> {
   public:
       static constexpr int array_size = 0;
};

【讨论】：