从静态成员函数推断类模板参数的模式

Question

我的情况

我有两个类，由不受我控制的外部库提供，例如他们的界面对我来说是固定的。

第一个是模板化的二维容器类型，它允许我操作通过成员函数以及原始指针保存的内容。 第二个是一个包含一堆静态成员函数的类，这些函数抽象了一些经过 SIMD 优化的向量操作。它们中的大多数都被重载以采用不同的数据类型，但是它们都共享相同的接口，例如

VecOperations::op (Type* dest, const Type* src, /* a variable number of operation specific arguments */, int len)

我想要达到的目标：

我想迭代我的 2D 容器的第一个维度，并在第二次迭代中对每个向量应用向量操作。因此我想替换例如

auto** ptrs = conatiner.getArrayOfRawPointers();
for (int i = 0; i < container.getXDim(); ++i)
    VecOperations::foo (ptrs[i], ptrs[i], arg1, arg2, arg3, container.getYDim());

最好是这样的（伪代码）

forAllElements<VecOperations::foo> (container, arg1, arg2, arg3);

这应该适用于存储在我的容器中的所有类型的类型，这些类型受向量操作类的支持，也适用于所有数量的向量操作特定参数。据我所知，写上面forAllElements 之类的东西是不可能的。

我目前的解决方案：

我想出了这个：

template <typename ElemType, typename ...Args>
struct ForAllElemements
{
    template <void(*op)(ElemType*, const ElemType*, Args..., int)>
    static void call (Container<ElemType>& buffer, Args... args)
    {
        auto xDim = container.getXDim();
        auto yDim = container.getYDim();
        auto** ptrs = conatiner.getArrayOfRawPointers();

        for (int i = 0; i < xDim; ++i)
            op (ptrs[i], const_cast<const ElemType*>(ptrs[i]), args..., yDim);
    }
};

这可以像这样使用

// using a Container<float> and VecOperations::foo (float*, const float*, float, int, float, int)

ForAllElemements<float, float, int, float>::call<VecOperations::foo> (container, arg1, arg2, arg3);

虽然在 C++17 中从构造函数中推导出类模板参数是可行的，但据我所知，从静态函数调用中推导出它是行不通的。据我了解，这根本没有定义，从技术上讲，我看不出有任何原因

ForAllElemements::call<VecOperations::foo> (container, arg1, arg2, arg3);

应该是不可能的，因为所有模板类型都可以从传递给静态函数的参数中推断出来。

所以我问你，是否有任何我不知道的超级聪明的解决方法或模式可以使 C++17 或更高版本的标准成为可能？

Answer 1

类模板参数推导仅基于类对象的初始化程序发生。这里你甚至不需要类类型的对象，只需要使用静态成员函数。

但是备份，也许一个普通的函数模板可以工作：

// C++20 will define std::type_identity_t; or just define your own:
template <typename T>
struct type_identity { using type = T; };
template <typename T>
using type_identity_t = typename type_identity<T>::type;

template <typename ...Args, typename ElemType>
void forAllElements(
    Container<ElemType> &c,
    void (*op)(ElemType*, const ElemType*, type_identity_t<Args>..., int), 
    Args...);

这里的函数指针确实需要是函数参数而不是模板参数。如果函数重载，这适用于函数指针签名中的普通 Args... 而不是 type_identity_t<Args>...，但是当函数未重载时，编译器可能需要 type_identity_t，大概是为了确保 Args 在非-在那里推断上下文。 （我认为标准中有一个不明确的要求导致一些不同的结果......）

注意Args只能从forAllElements的参数推导出来，不能从函数类型推导出来，而且函数类型需要完全匹配。因此，如果您允许推导这些类型，则需要注意传入的表达式的确切类型。如有必要，请转换它们。如果使用文字作为常量值，您可以使用1.0f 之类的形式来获取float 类型等。或者，您可以指定forAllElements<float, int, float> 之类的参数类型，这就是我将...Args 放在ElemType 之前的原因在模板中（尽管现在ElemType 永远不能明确给出，必须从容器参数中推导出来）。