使用具有非 constexpr 值的 int 模板函数答案

【问题标题】：Use int-templated function with non-constexpr values使用具有非 constexpr 值的 int 模板函数
【发布时间】：2021-05-05 16:23:52
【问题描述】：

我有一些功能

template<int N>
auto foo();

我想用编译时未知的模板参数调用这个函数，但它们只能是数字 1 到 c（其中 c 是一个固定常数，例如 10）。有没有比以下更好的通用解决方案？

auto foo(int n)
{
  switch(n) {
    case 1:
      return foo<1>();
    case 2:
      return foo<2>();
...
    case 10:
      return foo<10>();
  }
}

如果将函数用于更大的整数集，则此解决方案会变得非常冗长。

此模板参数是必需的，因为该函数使用具有此类模板参数的类，其中 this 用于静态大小数组的大小。但这不应该与问题真正相关。我无法更改模板版本。

【问题讨论】：

不确定如何在声明为 void 的函数中返回任何内容。这只是一个调度员吗？如果是这样，您要解决的问题是什么？
模板参数必须在编译时就知道，你真的无能为力。显而易见的问题是，您真的需要 N 作为模板参数吗？
你至少可以使用像#define CASE(num) case num : return foo<num>() 这样的宏，然后你就有switch(n) CASE(1); CASE(2); ...; CASE(N);
你的意思是constraints？
@tadman 我猜这是口味问题。在表达“现在我们完全委托给其他函数”时，我喜欢与返回值函数的一致性。

标签： c++ templates template-meta-programming

【解决方案1】：

当然：

template <int... Ns>
decltype(auto) dispatch_foo(int const n, std::integer_sequence<int, Ns...>) {
    static constexpr void (*_foos[])() { &foo<Ns>... };
    return _foos[n]();
}

template <int Nmax>
decltype(auto) dispatch_foo(int const n) {
    return dispatch_foo(n, std::make_integer_sequence<int, Nmax>{});
}

用法：

dispatch_foo<c>(n);

See it live on Wandbox

【讨论】：

你能让foo成为模板参数吗？我太笨了，自己搞不清楚。
@Timo 不太...
@Timo there we go。有点笨拙，它仍然会使 Clang 崩溃，但 GCC 可以。
很好，尽管您必须在这里使用包装器。我有类似的工作，但我不能直接用函数模板来做。
@Quentin 即使它在库中完成调用之类的事情，涉及包装器、SFINAE 变体、if constexpr 构造等，因为函数 mabe 的位置由可调用的，例如仿函数等。另一个如果我们将非静态成员函数视为可能的处理程序，那将是疯狂的程度。开发成本非常高。难怪像 Qt 这样的库会采用廉价的元对象编译方式。

【解决方案2】：

如果您可以调用加法辅助函数，那么结合模板折叠、三元运算符和逗号运算符使用整数序列（来自std::make_integer_sequence<MAX>{}，其中MAX-1 是整数值的最大值）怎么样？

我的意思是……下面呢？

#include <iostream>
#include <utility>

template <int N>
void foo ()
 { std::cout << N << '\n'; }

template <int ... Is>
void foo (int n, std::integer_sequence<int, Is...>)
 { ((n == Is ? (foo<Is>(), 0) : 0), ...); }

void foo (int n)
 { foo(n, std::make_integer_sequence<int, 42>{}); }

int main()
 {
   foo(2); // print 2
   foo(3); // print 3
   foo(5); // print 5
   foo(7); // print 7
 }

如果您可以使用 C++20（因此模板 lambda），您可以避免额外的（外部）函数，并且您的 foo() 可以简单地编写

void foo (int n)
 { 
   [&]<int ... Is>(std::integer_sequence<int, Is...>)
        { ((n == Is ? (foo<Is>(), 0) : 0), ...); }
    (std::make_integer_sequence<int, 42>{});
 }

【讨论】：