STL Metaprogramming - 我的模板类的哪些类型是在编译时创建的？答案

【问题标题】：STL Metaprogramming - which types of my template class have been created at compile time?STL Metaprogramming - 我的模板类的哪些类型是在编译时创建的？
【发布时间】：2012-06-13 10:13:00
【问题描述】：

首先道歉，我不确定我的问题标题是否准确地解释了我的问题 - 我已经通过谷歌查看过，但我不确定我的搜索查询中需要哪些术语，所以答案可能已经存在（甚至在 StackOverflow 上）。

我有一个模板类，它基本上如下所示 - 它使用单例模式，因此一切都是静态的，我不是在寻找 cmets 来了解为什么我将密钥存储在一个集合中并使用字符串等，除非它实际上提供了解决方案。这门课还有一些内容，但这与问题无关。

template<typename T>
class MyClass 
{
private:
  //Constructor and other bits and peices you don't need to know about
  static std::set<std::string> StoredKeys;
public:
  static bool GetValue(T &Value, std::string &Key)
  {
    //implementation
  }

  static SetValue(const T Value, std::string &Key)
  {
    //implementation
    StoredKeys.Insert(Key);
  }

  static KeyList GetKeys()
  {
    return KeyList(StoredKeys);
  }
};

稍后在应用程序的其他部分中，我想获取所有值的所有键 - 无论类型如何。

虽然我相当有信心，目前该类只使用了 3 或 4 种类型，因此我可以编写如下内容：

KeyList Keys = MyClass<bool>::GetKeys();
Keys += MyClass<double>::GetKeys();
Keys += MyClass<char>::GetKeys();

每次使用新类型时都需要更新。如果它没有在任何地方使用，它也有实例化类的缺点。

我认为（同样我可能错了）元编程是这里的答案，也许是某种宏？

我们正在使用 boost，所以我猜 MPL 库在这里可能有用吗？

STL 的这个方面对我来说有点新，所以我很乐意阅读并尽可能多地学习，只要我确切知道我需要学习什么来设计解决方案。

【问题讨论】：

您想维护所有键的全局列表吗？您也可以将其放入全局变量中，或者如果您愿意，也可以放入 MyClass 继承自的超类的静态成员。
“所有类型”是什么意思？我认为您问题的那个方面没有意义。您可以为所有原始类型显式实例化您的模板，并为所有用户定义的类型编写一个自注册帮助器类。

标签： c++ stl metaprogramming template-meta-programming

【解决方案1】：

将StoredKeys 移动到非模板基类class MyClassBase，或将AllStoredKeys 静态成员添加到非模板基类。

或者，创建从 SetValue 调用的静态 init 方法，将指向 StoredKeys 的指针添加到静态列表。

【讨论】：

是的，现在我想起来似乎有点明显 - 我想我太热衷于开始使用模板元编程，因此正在考虑过度设计解决问题的方法！

【解决方案2】：

没有魔法。如果您需要在程序中枚举用于实例化MyClass 的所有类型，那么您必须在某处显式枚举它们。不知何故。而且您必须在列表更改时手动更新列表。

使用模板元编程，您需要手动更新的位置可以减少到一个，但您确实需要一个。

幸运的是，在这个特定问题中，您不需要枚举所有类型。您只需将所有键存储在一组中，而不是将它们分成几组。您可以为MyClass 创建一个通用的非模板库，并在其中添加static std::set<std::string> StoredKeys（或者如果在不同类型特定的集合中可能存在相同的键，则可以将其设为multiset）。

【讨论】：

【解决方案3】：

第一个回答：不可能！模板类实际上没有共同的“泛型”（如在 java 中），而是一个单独的类，它们彼此之间没有任何关系。

第二个答案：有一个解决方法。可以定义一个基类MyClassBase，它定义了所有模板化子类共享的属性。问题是您在这里有一个单例模式，这可能会使情况更加复杂。我认为解决方案可能如下所示：

class MyClassBase {
  static std::vector<MyClassBase*> childs;

  static KeyList getAllKeys(){
       //iterate over childs here and call ->GetKeys
  }

  virtual KeyList GetKeys() = 0;

  template<typename T>
  static T* instance() {
     T* instance = MyClass<T>::instance();
     if(std::find(childs.begin(), childs.end(), instance) != childs.end()){
       childs.push_back(instance);
     }
     return instance;
  }
};

请原谅我的任何语法错误；我刚刚在 Stackoverflow 编辑器中输入了它，但我认为它应该清楚地说明我的观点。

编辑： 我刚刚看到我将子类的单例方法也命名为instance()。这可能行不通。给它一些其他名称，例如privateInstance() 左右。那你必须把T* instance = MyClass<T>::instance();改成T* instance = MyClass<T>::privateInstance();

【讨论】：