如何根据模板类型名检查执行操作？答案

【问题标题】：如何根据模板类型名检查执行操作？
【发布时间】：2022-01-23 13:05:03
【问题描述】：

刚开始为我的一项任务探索模板功能，我需要根据模板中的类型名添加一些操作。有人能指出这种结构有什么问题吗：

#include <iostream>
#include <type_traits>

using namespace std;

template <typename T>
T foo()
{
    if(std::is_same<T, int>::value)
    {
        return 2;
    }
    if(std::is_same<T, std::string>::value)
    {
        return "apple";
    }
}

int main()
{
    std::cout<<"foo is: "<<foo<int>()<<std::endl;
    return 0;
}

我想知道：

为什么这个错误会发生main.cpp:23:16: error: invalid conversion from ‘const char*’ to ‘int’ 以及如何摆脱它？
有没有更好的方法根据提供给函数的typename 来执行特定的操作？

更新：

原来我的程序使用的是低于 C++17 的编译器

尝试：

我尝试了另一种方法来处理这种情况，但失败了：

#include <iostream>
#include <type_traits>

using namespace std;

template <typename T, typename U>
T foo()
{
    T t = U;
    return t;
}

int main()
{
    std::cout<<"foo is: "<<foo<int, 1>()<<std::endl;
    return 0;
}

谁能指出这里出了什么问题？

【问题讨论】：

标签： c++ templates

【解决方案1】：

问题是，即使你的T 是int，所有的分支还是要编译。所以第二个return语句会导致错误，因为字符串文字无法转换为int返回值。

从 C++17 开始，您可以使用 if constexpr 告诉编译器条件是编译时常量，它只允许编译所需的分支：

#include <iostream>
#include <type_traits>

using namespace std;

template <typename T>
T foo()
{
    if constexpr(std::is_same<T, int>::value)
    {
        return 2;
    }
    if constexpr(std::is_same<T, std::string>::value)
    {
        return "apple";
    }
}

int main()
{
    std::cout<<"foo is: "<<foo<int>()<<std::endl;
    return 0;
}

如果您需要早期标准中的解决方案，则必须像这样使用模板专业化：

#include <iostream>
#include <type_traits>

using namespace std;

//general template
template <typename T>
T foo();

//specialization for int
template <>
int foo<int>()
{
    return 2;
}

//specialization for string
template <>
string foo<string>()
{
    return "apple";
}

int main()
{
    std::cout<<"foo is: "<<foo<int>()<<std::endl;
    return 0;
}

【讨论】：

看起来我没有 C++17 的：error: expected ‘(’ before ‘constexpr’，你能解释一下另一种方法吗？
您是否将--std=c++17 添加到您的编译器命令中？无论如何，我会用其他版本编辑答案。
如果我理解正确，这意味着我们必须在其相应的函数中为那个微粒typename 编写动作/逻辑？如果两者的大部分函数体相同怎么办？
是的，您需要分离每种类型的实现。如果您有很多通用代码，最好只将特定部分分解到它们自己的函数中，然后从通用实现中调用它们。
你写它的方式，U 也是一个类型，但你希望它是一个值。这对于某些类型是可能的，但不是全部。您可以将它作为常规参数传递，但现在它不再是完全编译时的：godbolt.org/z/7xv99z1hG 您采用哪种方式将取决于您的具体用例。

【解决方案2】：

模板实例化必须在所有分支上都有效，而您的则不是。我的意思是这就是您的模板生成的函数的样子：

int foo<int>()
{
    if(true)
    {
        return 2;
    }
    if(false)
    {
        return "apple"; // error
    }
}

std::string foo<std::string>()
{
    if(false)
    {
        return 2; // error
    }
    if(true)
    {
        return "apple";
    }
}

从 C++17 开始，你可以使用 constexpr if 来解决这个问题：

template <typename T>
T foo()
{
    if constexpr (std::is_same<T, int>::value)
    {
        return 2;
    }
    else if constexpr (std::is_same<T, std::string>::value)
    {
        return "apple";
    }
}

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您使用的是早期语言版本，则 C++17 的 constexpr-if 的另一种替代方法是标记调度：

#include <iostream>
#include <string>
#include <type_traits>

namespace detail {

template <typename T> struct Tag {};

int f_impl(Tag<int>) { return 2; }
std::string f_impl(Tag<std::string>) { return "apple"; }

} // namespace detail

template <typename T> T foo() { return detail::f_impl(detail::Tag<T>{}); }

int main() {
  std::cout << "foo is: " << foo<int>() << std::endl;
  return 0;
}

对于这个简单的例子，特化就可以了，但是标签分派对于更复杂的“if-else-dispatch”逻辑很有用。

【讨论】：