如何从可变参数模板参数为函数“生成”模板规范？

Question

我想我会先展示例子，然后再解释：

#include <array>

template<typename T_, size_t size_>
struct arg
{
    using T = T_;
    static constexpr size_t size = size_;
};

template<typename... Arugments>
struct Foo
{
    template<typename Argument>
    std::array<typename Argument::T, Argument::size>& getArray() // specializations of all args in Arguments should be generated
    {
        static std::array<typename Argument::T, Argument::size> arr;
        return arr;
    }
};

int main()
{
    Foo<arg<int, 10>, arg<float, 10>, arg<float, 1>> myFoo;
    myFoo.getArray<arg<int, 10>>();
    myFoo.getArray<arg<float, 10>>(); // should return a different array than the line above
    myFoo.getArray<arg<bool, 1>>(); // should NOT work because arg<bool, 10> is was not passed to Foo
}

如果有一个结构arg，其中包含如何在getArray 中构造arr 的信息。 args 列表被传递给Foo。现在我希望为Arguments 中的每个arg 生成getArray 的模板特化。如果没有为特定的 arg 生成专业化，我希望发生某种错误。

我怎样才能做到这一点？

Answer 1

您可以使用static_assert 确保Argument 是Arguments 的一部分，并带有辅助结构。

#include <array>
#include <iostream>

template <typename... T>
struct contains;

template <typename T>
struct contains<T> : std::false_type {};

template <typename T, typename U, typename... Rest>
struct contains<T, U, Rest...> : contains<T, Rest...>  {};

template <typename T, typename... Rest>
struct contains<T, T, Rest...> : std::true_type {};

template<typename T_, std::size_t size_>
struct arg
{
    using T = T_;
    static constexpr std::size_t size = size_;
};

template<typename... Arguments>
struct Foo
{
    template<typename Argument>
    std::array<typename Argument::T, Argument::size>& getArray() // specializations of all args in Arguments should be generated
    {
        static_assert(contains<Argument, Arguments...>(), "Invalid type");
        static std::array<typename Argument::T, Argument::size> arr;
        return arr;
    }
};

int main()
{
    Foo<arg<int, 10>, arg<float, 10>, arg<float, 1>> myFoo;
    myFoo.getArray<arg<int, 10>>()[5] = 7;
    myFoo.getArray<arg<float, 10>>(); // should return a different array than the line above
    //myFoo.getArray<arg<bool, 1>>(); // should NOT work because arg<bool, 10> is was not passed to Foo

    Foo<arg<int, 10>, arg<float, 10>, arg<float, 1>> myFoo2;
    std::cout << myFoo2.getArray<arg<int, 10>>()[5];

    Foo<arg<int, 10>, arg<float, 10>, arg<double, 1>> myFoo3;
    std::cout << myFoo3.getArray<arg<int, 10>>()[5];
}

还想指出，正如代码所示，myFoo 和 myFoo2 返回相同的数组，因为它们是完全相同的类型。

另一方面，myFoo3 是一个单独的类型，这意味着 getArray 成员函数是一个单独的函数，并且拥有自己的相同类型数组的副本。