如何将模板实例传递给另一个模板的另一个实例？答案

【问题标题】：How to pass instance of template to another instance of another template?如何将模板实例传递给另一个模板的另一个实例？
【发布时间】：2020-02-11 08:29:21
【问题描述】：

我有两个必须是模板的类模板 (C++)。我只是简化了他们的代码以显示问题的本质。如何将对象 (obj1) 从一个模板 (MyClass1) 传递到第二个模板 (MyClass2) 的另一个对象 (obj2)？我尝试通过模板参数和构造函数，但我仍然有编译错误。如何正确执行？重要的是，我不知道模板参数，因此解决方案是通用的，不适用于指定参数。对象应该通过指针或引用传递，我不需要它的副本。

template<int a, int b>
class MyClass1 {
  public:
    MyClass1() {
        // Do something...
    }

    int foo(int x) {
        return a * x + b;
    }
};

template<double m, double n>
class MyClass2 {
  public:
    MyClass2() {
        // Do something
    }

    double bar(int x) {
        // Do something with x using object of MyClass1 and then with m...
    }

    double zet(int x) {
        // Do something with x using object of MyClass1 and then with n...
    }
};

int main() {
    MyClass1<4, 3> obj1;
    MyClass2<3.14, 2.56> obj2; // <-- How to pass obj1 here???
    // Maybe that way?: MyClass2<3.14, 2.56, obj1> obj2;
    // Or that way?: MyClass2<3.14, 2.56> obj2(obj1);

    obj1.foo(12);
    obj2.bar(1.234);
    obj2.zet(5.678);
}

我不确定这是否与这个问题有关，但我正在使用标准设置在 Atmel Studio 7 中为 AVR 编写 C++ 代码。

【问题讨论】：

您可以在MyClass2 中创建一个模板构造函数，它将接受MyClass1 类型的参数，并从中构造对象。
如果您想将MyClass1 的实例保留为MyClass2 的成员，您可能会遇到麻烦，因为您使类型依赖于模板参数另一种类型。
另外，浮点模板参数在 C++20 之前是非法的。这段代码真的可以用你的编译器编译吗？
为什么所有这些模板参数？您的编译器将为您的类的每个不同实例化生成特定的类类型。通过查看您的代码，您似乎根本不需要模板，而是字段成员并将参数传递到构造函数参数中。
@Timo，你是对的。这个简化的代码无法编译。我只是想说明问题的本质。在实际代码中，没有整数，而是uint8_t端口定义等。@Fareanor，这也是为什么这是模板的原因。我在某些端口和引脚上有一个设备，在其他端口和引脚上有其他设备。这很好，两者都有不同的类型。另一个优点是它可以减少程序的重量。

标签： c++ templates avr atmega atmelstudio

【解决方案1】：

因为这个原因，您的代码不能用 C++11 编译：

非类型模板参数必须具有结构类型，即以下类型之一（可选 cv 限定，限定符被忽略）：

左值引用类型（对象或函数）；

整数类型；

一个指针类型（指向对象或函数）；

指向成员类型的指针（到成员对象或成员函数）；

枚举类型；

std::nullptr_t; （C++11 起）

浮点类型；（C++20 起）

关于你的核心问题，你可以这样做：

template<int m, int n, typename Obj1Type>
class MyClass2 {
    Obj1Type obj1_;

public:
    MyClass2() {
        // Do something
    }

    MyClass2(Obj1Type const& obj1) {
        obj1_ = obj1;
    }

    // ...
};

然后在 main:

int main() {
    MyClass1<4, 3> obj1;
    MyClass2<3, 2, MyClass1<4, 3>> obj2(obj1);

    obj1.foo(12);
    obj2.bar(1);
    obj2.zet(5);
}

看看live

更新

您也可以利用继承并为此创建一个简单的基类：

class BaseMyClass1 {};

template<int a, int b>
class MyClass1 : public BaseMyClass1 {
    // ...
};

template<int m, int n>
class MyClass2 {
    BaseMyClass1 obj1_;

public:
    MyClass2() {
        // Do something
    }

    template <typename Obj1Type>
    MyClass2(Obj1Type const& obj1) {
        obj1_ = obj1;
    }

    // ...
};

然后在 main:

int main() {
    MyClass1<4, 3> obj1;
    MyClass2<3, 2> obj2(obj1);

    obj1.foo(12);
    obj2.bar(1);
    obj2.zet(5);
}

这使您无需在模板参数列表中声明模板。但是，这可能不是您的完美解决方案，因为它引入了对象切片。

看看live

【讨论】：

酷！有用。真的很谢谢你。我也尝试过使用接口。 MyClass1 实现 MyClass1Interface 和 MyClass2 接受此接口作为构造函数的参数。与您避免两次写入MyClass1<4, 3> 的解决方案相同。我知道我可以使用typedef。不幸的是，添加接口声明会使程序内存使用量增加 40 个字节，这与您的解决方案相比是很多的。
@catgiggle 第二个例子绝对不是你想要的。首先，它复制成员obj1_（您可能想要也可能不想要）。但更重要的是，这引入了对象切片，这是您几乎永远不会想要的。
@Timo ofc 这可能不是 OP 想要的。有很多需要改进的地方。我刚刚提到这是一种可能的选择
是的！好多了。但是这个解决方案有一个问题。编译器抱怨说他不知道obj1.foo 里面的obj2.bar。在BaseMyClass1 中声明虚拟 foo (virtual int foo(int x) = 0;) 方法后，他抱怨说它是纯虚拟的。通过指针传递可以解决这个问题，但是会增加太多的内存使用。
@catgiggle 我想这是您在最初的问题中没有显示的内容？

【解决方案2】：

模板类接受另一个模板类作为模板参数。所以你可以为 Myclass2 传递类型名 T。示例程序：你可以试试这样的：

#include <iostream>
using namespace std;

template<typename T1>
class Myclass1
{
    public:
    Myclass1(T1 x):m1_x(x)
    {
        cout << "Myclass1 C'tor" << m1_x << endl;
    }
    T1 m1_x;

    T1 get_x()
    {
        return m1_x;
    }
};

template < typename T1 >
class Myclass2
{
    public:
    Myclass2(T1 x): m_x(x)
    {
        cout << "My class 2 C'tor with value"  << m_x.get_x() << endl;
    }

    public:
    T1 m_x;
};


int main()
{
    Myclass1 <int > obj1(5000);

    Myclass2< Myclass1 <int> > obj2 ( obj1 );
    return 0;
}

【讨论】：