成员函数模板，其参数数量取决于一个完整的模板参数答案

【问题标题】：Member function template with the number of parameters depending on an integral template parameter成员函数模板，其参数数量取决于一个完整的模板参数
【发布时间】：2012-02-01 17:51:29
【问题描述】：

我有以下类模板：

template<class T, unsigned N>
class MyClass;

其中T 是某种类型，N - 组件数。可以使用MyClass{a1, a2, a3} 初始化类，其中参数的数量等于N。

我想添加满足以下要求的MyClass 的成员函数模板（我们将其命名为foo）：

它由另一种类型T2（即template<class T2> void foo(..)）模板化
它接受足够的数据来构造MyClass<T,N>，但不能少也不能多。违反此规则会导致编译时错误。
它从参数的类型推导出T2。 IE。我希望可以调用foo({a1, a2, a3}) 或foo(a1, a2, a3) 或类似名称，而无需每次都输入<double> 或MyClass<double,N>。

有没有办法实现该功能，从而满足上述要求？

我已经考虑和/或尝试过以下解决方案：

1) 显而易见的：

...
template<class T2>
void foo(MyClass<T2, N> arg);  
...
a.foo({1,2,3}); //compile-time error

原则上不能工作，因为花括号初始化列表是非推导上下文，因此它们不能推导任何类型。太可惜了，如果能成功我会很高兴的。

2) initializer_list

原则上不能工作，因为它无法在编译时检查参数的数量。

3) 可变参数模板魔术

类似下面的函数会很简洁：

template<class...T2, class std::enable_if<sizeof...(T2) == N, int>::type = 0>
void foo(T2... args);
..
foo(1,2,3);

但是，我无法让它工作 - 仍然无法推断出 T2。也许有人知道为什么？我使用的是 GCC4.7 20120121 快照。

4) 丑陋的

基本上这与上面的相同，只是扩展为不同 N 的几个重载。我最好重新实现 MyClass 作为不同 Ns 的一组特化，而不是使用这个。

template<class T2, class std::enable_if<N == 1, int>::type = 0>
void fun(T2 a1); //if N == 1
template<class T2, ..>
void fun(T2 a1, T2 a2); //if N == 2
template<class T2, ..>
void fun(T2 a1, T2 a2, T2 a3); //if N == 3
...

【问题讨论】：

标签： c++ function parameters c++11

【解决方案1】：

您的第三个变体的第二个非类型参数应具有前缀 typename 而不是 class ：

template<class...T2, typename std::enable_if<sizeof...(T2) == N, int>::type = 0>
void foo(T2... args);
..
foo(1,2,3);

Check it

我猜 Gcc 4.7.0 快照有一些模板错误，如果你用 gcc 4.6.2/1 试试它应该可以工作。

【讨论】：

【解决方案2】：

为什么不使用static_assert？

template <typename T, size_t N>
class MyClass
{
public:
    template <typename... Args>
    void foo(Args&&... args)
    {
        static_assert(sizeof...(Args) == N, "Wrong number of arguments.");
        // Rest of the implementation.
    }
};

【讨论】：

以这种方式使用 static_assert 有一个警告：重载决议仍然可以选择这个函数，即使它不应该。使用 enable_if 完全消除了过载。例如，考虑我们也有非模板化foo(int,int,int) 的情况。那么如果我们有MyClass<int,2> a，调用a.foo(0.5,0.5,0.5) 会选择不正确的重载并失败。

【解决方案3】：

可能是这样的：

#include <utility>
#include <type_traits>

template <typename T, unsigned int N>
class MyClass
{
    template <typename ...Args>
    typename std::enable_if<std::is_constructible<MyClass<T, N>, Args...>::value>::type
    foo(Args &&... args)
    {
        // for example:
        MyClass<T, N> m(std::forward<Args>(args)...);
        // ...
    }
};

这仅在MyClass 有一个直接接受相关参数的构造函数（如MyClass(A1, A2, A3)）时才有效，但如果MyClass 有一个需要初始化列表的构造函数，我认为它不起作用，也不会如果MyClass 是一个需要大括号初始化的聚合，它就可以工作。

也就是说，您的 MyClass 看起来不像可能可能接受初始化列表，因为您说它必须精确地采用 N 参数，这是 IL 无法保证的。

【讨论】：

这里的一个问题是，在我的情况下，T 和 T2/Args 不一定彼此相关/可转换。也就是说，is_constructible 检查可能会在有效情况下失败。我们真正要检查的是 MyClass 是否可以从 Args 构造，其中 T2 是要推断的某种类型。

【解决方案4】：

可能是，根据您的第三个变体，您可以从初始化列表中提取第一个参数并由此推断类型

template<class U, class...T2, class std::enable_if<sizeof...(T2) == N-1, int>::type = 0>
void foo(U u, T2... args)
{
    MyClass<U, N>({u, args...});
}

【讨论】：