模板类的模板函数特化

Question

是否可以在 C++11/14 中编写类似的东西？

#include <iostream>
#include <vector>

template <typename T>
T Get();

template <typename T>
struct Data {
    std::vector<T> data;
};

template <>
template <typename T>
Data<T> Get<Data<T>>() {
    return Data<T>{{T{}, T{}}};
}

template <>
template <typename T>
std::vector<T> Get<std::vector<T>>() {
    return std::vector<T>(3);
}

int main() {
    std::cout << Get<Data<int>>().data.size() << std::endl;  // expected output is 2
    std::cout << Get<std::vector<int>>().size() << std::endl; // expected output is 3
    return 0;
}

在这种情况下，重载将无济于事，因为对 Get<...>() 的调用将是模棱两可的 (see)：

template <typename T>
Data<T> Get() {
    return Data<T>{{T{}, T{}}};
}

template <typename T>
std::vector<T> Get() {
    return std::vector<T>(3);
}

欢迎任何关于如何克服这个问题的指导。

Answer 1

有一种解决方法，可以为您提供如下内容：不要专门化 - 重载：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

using namespace std;

template <typename T>
size_t Get(const T& data)
{
    return 444;
}

template <typename T>
struct Data
{
    std::vector<T> data;
};

template <typename T>
size_t Get(const Data<T>& data) {
    return data.data.size();
}

int main() {
    std::cout << Get<>(0) << std::endl;  // expected output is 444
    std::cout << Get<>(Data<int>{}) << std::endl;  // expected output is 0
    return 0;
}

输出：

444
0

请注意，size_t Get(const Data<T>& data) 不是特化 - 它是完全“不同的”Get()，对于任何 T 类型的参数都调用 Data<T>。

Here你可以看到工作样本。

---

编辑

我看到你完全改变了你的问题。但是，我仍然会尝试回答。对于缺少部分函数专门化，有一个标准的解决方法 - 使用对结构/类的委托。

这是你需要的：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

template <typename T>
struct GetImpl;

template <typename T>
struct Data {
    std::vector<T> data;
};

template <typename T>
struct GetImpl< Data<T> >
{
    static Data<T> Get() {
        return Data<T>{ {T{}, T{}} };
    };
};

template <typename T>
struct GetImpl< std::vector<T> >
{
    static std::vector<T> Get() {
        return std::vector<T>(3);
    };
};

int main() {
    std::cout << GetImpl< Data<int> >::Get().data.size() << std::endl;  // expected output is 2
    std::cout << GetImpl< std::vector<int> >::Get().size() << std::endl; // expected output is 3
    return 0;
}

输出：

2
3

Working sample can be found here.

---

如果您不喜欢该语法，可以将其缩短一点，将静态函数Get() 更改为函数调用运算符：

template <typename T>
struct Get< Data<T> >
{
    Data<T> operator()() {
        return Data<T>{ {T{}, T{}} };
    };
};

template <typename T>
struct Get< std::vector<T> >
{
    std::vector<T> operator()() {
        return std::vector<T>(3);
    };
};

然后：

Get< Data<int> >()().data.size();
Get< std::vector<int> >()().size();

您只有两个额外的字符 - ()。这是我能想到的最短的解决方案。

Answer 2

正如 Columbo 在他的评论中提到的，您应该应用标准的解决方法，因为缺少对函数的部分专业化支持：委托给部分专业化的类：

template <typename T>
struct GetImpl;

template <typename T>
T Get() { return GetImpl<T>::Do(); }

现在在struct GetImpl<T> { static T Do(); } 上使用部分特化而不是Get<T>()

Answer 3

但是编译器不可能区分Get<Data<int>>和Get<Data<Data<int>>>。

这不是不可能的。如果这是您需要做的事情，我们可以添加单独的重载：

template <typename T>
size_t Get(const Data<T>& data);

template <typename T>
size_t Get(const Data<Data<T>>& data); // preferred for Data<Data<int>>

或者如果你想要只重载非嵌套的情况，我们可以添加一个类型特征并使用SFINAE：

template <typename T> struct is_data : std::false_type { };
template <typename T> struct is_data<Data<T>> : std::true_type { };

template <typename T>
enable_if_t<!is_data<T>::value, size_t>
Get(const Data<T>& data);

这样，带有Data<Data<int>> 的调用将调用通用Get(const T&)。或者，如果您希望该案例根本不编译：

template <typename T>
size_t Get(const Data<T>& data) {
    static_assert(!is_data<T>::value, "disallowed");
    ...
}

所以重载给了你很多选择。专业化不给你任何东西，因为无论如何它都是不允许的。

Answer 4

按照结构的委托方式，您可以实现更通用的方法：您可以使用结构来检查容器类型和内部类型，如下所示：

#include <iostream>
#include <vector>

template <typename T>
struct Data {
    std::vector<T> data;
};

template <template <typename...> class Container, typename>
struct get_inner;

template <template <typename...> class Container, typename T>
struct get_inner<Container, Container<T>>
{
    typedef T type;
};




template <typename T, typename U = typename get_inner<Data, T>::type>
Data<U> Get() {
    return Data<U>{ {U{}, U{}} };
}

template <typename T, typename U = typename  get_inner<std::vector, T>::type>
std::vector<U> Get() {
    return std::vector<U>(3);
}

int main() {
    std::cout << Get<Data<int>>().data.size() << std::endl;  // expected output is 2
    std::cout << Get<std::vector<int>>().size() << std::endl; // expected output is 3
    return 0;
}

http://coliru.stacked-crooked.com/a/90b55767911eff0e