条件模板类型数学答案

【问题标题】：Conditional template type math条件模板类型数学
【发布时间】：2020-08-16 04:36:05
【问题描述】：

我有一个 C++ 函数，它接收一个 uint8_t 数组，在其上执行各种需要 uint16_t 的函数，并发出一个较小的 uint8_t 数组。

对于uint16_t 输入，我可能需要uint32_t 数组等。

有没有办法使用模板建立这种关系？类似的东西（在伪代码中）：

template <typename T, typename U = sizeof(T) * 2>

不幸的是，我实际上是在混合使用cython 和c++，因此无法避免大量的复制粘贴，但我想知道在某些情况下这是否是一种选择。

【问题讨论】：

标签： cython c++ c++ templates types template-meta-programming function-templates

【解决方案1】：

在c++17中，你可以提供一个帮助模板函数，你可以通过decltype找到你想要返回的数组的返回类型。

#include <cstdint>
#include <type_traits> // std::is_same_v

template <typename T> 
auto ret_type_helper()
{
   if constexpr (std::is_same_v <T, std::uint8_t>)         return std::uint16_t{};
   else if constexpr (std::is_same_v <T, std::uint16_t>)   return std::uint32_t{};
   else if constexpr (std::is_same_v <T, std::uint32_t>)   return std::uint64_t{};
   // else if constexpr... for another type.....
}

template <typename T>
auto func(const std::array<T /*, size */>& arr)
{
   // use for getting the array's type, which you want to return from the function
   using ReType = decltype(ret_type_helper<T>());

   std::array<ReType /*, size */> result;

   // ... code
   return result;
}

【讨论】：

【解决方案2】：

您无法自动完成，但通过一些手动操作是可能的：

template<typename> struct double_size_type;

template<> struct double_size_type<std::uint8_t> {
    using type = std::uint16_t;
};

template<> struct double_size_type<std::uint16_t> {
    using type = std::uint32_t;
};

template<> struct double_size_type<std::uint32_t> {
    using type = std::uint64_t;
};

template<typename T, typename U = typename double_size_type<T>::type> {
    // ...
};

对于每个受支持的类型T，您需要提供double_size_type<T> 的特化。

【讨论】：

我会删除第二个模板参数并将其替换为函数内部的using U = typename ...;。用户不应该能够覆盖U。

【解决方案3】：

我们可以将 int 的大小作为模板参数，所以Int<32> 表示 32 位整数。然后就可以做Int<sizeof(other_int) * 8 * 2>了，意思是int的大小是other_int的两倍：

#include <cstdint>
#include <type_traits>

// signed
template <std::size_t size>
using Int = std::conditional_t<size==8, std::int8_t,
                std::conditional_t<size==16, std::int16_t,
                    std::conditional_t<size==32, std::int32_t,
                        std::conditional_t<size==64, std::int64_t, void>>>>;

// unsigned
template <std::size_t size>
using UInt = std::conditional_t<size==8, std::uint8_t,
                std::conditional_t<size==16, std::uint16_t,
                    std::conditional_t<size==32, std::uint32_t,
                        std::conditional_t<size==64, std::uint64_t, void>>>>;

int main() { 
    // twice size of a regular int
    Int<sizeof(int) * 8 * 2> i2 = 0; 
}

【讨论】：