结构模板中的可变模板错误，但函数模板中没有

Question

为什么这段代码不起作用？

template <size_t counter, typename TTag, typename Head, typename... Tails>
struct Tag2IDImpl {
  constexpr static int value = std::is_same_v<TTag, Head>? counter : Tag2IDImpl<counter+1, TTag, Tails...>::value;
};

template <typename TTag, typename... TParameters>
struct Tag2ID {
  constexpr static int value = Tag2IDImpl<0, TTag, TParameters...>::value;
};

struct A;
struct B;
struct C;
struct D;


int main() {
  std::cout<<Tag2ID<A, B, C, D,A>::value<<std::endl;
}

我收到这样的错误：

vartypedict.cpp: In instantiation of ‘constexpr const int Tag2IDImpl<3, A, A>::value’:
vartypedict.cpp:39:109:   recursively required from ‘constexpr const int Tag2IDImpl<1, A, C, D, A>::value’
vartypedict.cpp:39:109:   required from ‘constexpr const int Tag2IDImpl<0, A, B, C, D, A>::value’
vartypedict.cpp:44:69:   required from ‘constexpr const int Tag2ID<A, B, C, D, A>::value’
vartypedict.cpp:97:36:   required from here
vartypedict.cpp:39:109: error: wrong number of template arguments (2, should be at least 3)
   39 |   constexpr static int value = std::is_same_v<TTag, Head>? counter : Tag2IDImpl<counter+1, TTag, Tails...>::value;
      |                                                                                                             ^~~~~
vartypedict.cpp:38:8: note: provided for ‘template<long unsigned int counter, class TTag, class Head, class ... Tails> struct Tag2IDImpl’
   38 | struct Tag2IDImpl {

如果我使用如下函数模板，它可以工作：

template <size_t counter, typename TTag, typename THead, typename...TTails>
constexpr size_t Tag2IDImpl() {
  if(std::is_same_v<TTag, THead>) {
    return counter;
  } else {
    if constexpr(sizeof...(TTails)>0) {
      return Tag2IDImpl<counter+1, TTag, TTails...>();
    } else {
      return counter+1;
    }
  }

}

template <typename TTag, typename... TParameters>
constexpr size_t Tag2ID() {
  return Tag2IDImpl<0, TTag, TParameters...>();
}

我的问题是为什么函数模板递归调用“Tag2IDImpl()”可以匹配到函数模板“template "，哪个使用struct，报错不匹配？

Answer 1

我的猜测是你没有一个好的递归结束评估。 我更习惯使用 constexpr 模板函数，使用 constexpr if，到现在为止，使用 structs 来进行递归计算。所以这是我的看法： （注意我从 1 开始计数，所以我得到 4 作为 id，对于 4 种不同的类型，如果这就是你想要做的）

#include <type_traits>
#include <iostream>

template <std::size_t counter, typename TTag, typename Head, typename... Tails>
constexpr static int Tag2IDImpl()
{
    if constexpr (sizeof...(Tails) > 0)
    {
        return  std::is_same_v<TTag, Head> ? counter : Tag2IDImpl<counter + 1, TTag, Tails...>();
    }
    else
    {
        // the recursion on the last step should be special and your code doesn't do that.
        return std::is_same_v<TTag, Head> ? counter : counter + 1;
    }
}


template <typename TTag, typename... TParameters>
constexpr static int Tag2ID()
{
    return Tag2IDImpl<1, TTag, TParameters...>();
}

struct A;
struct B;
struct C;
struct D;


int main()
{
    // outputs 4 distinct types
    std::cout << Tag2ID<A, B, C, D, A>() << std::endl;
}

Answer 2

当您使用 if constexpr 时，如果 constexpr bool 有效，则 else 分支不会在编译时评估，而当您使用运算符 ? 时，您需要两个分支都有效。 为了避免 if，请尝试部分专门化退出条件，例如：

template <size_t N, typename TTag, typename Head, typename... Tails>
struct Tag2IDImpl {
    static constexpr size_t value = Tag2IDImpl<N+1,TTag,Tails...>::value;
};

template <size_t N, typename TTag>
struct Tag2IDImpl<N,TTag,TTag> {
    static constexpr size_t value = N;
};

template <typename TTag, typename... TParameters>
constexpr size_t Tag2ID() {
  return Tag2IDImpl<0,TTag, TParameters...>::value;
}