具有条件类型名的模板类

Question

我想要一个模板类（例如 float/double 类型），但我使用的是 Nvidia CUDA 和 OptiX 并且有多种其他类型（例如float2、double2、float3、...）取决于所选模板类型。

类似这样的：

#include <optixu/optixu_vector_types.h>
#include <type_traits>

template <class T>
class MyClass 
{
   MyClass()
   {
      if (std::is_same<T, float>::value) 
      {
         typedef optix::float2 T2;
      }
      else if (std::is_same<T, double>::value)
      {
         typedef optix::double2 T2;
      }

      T2 my_T2_variable;
   }

   void SomeFunction() 
   { 
      T2 another_T2_variable; 
   };
};

我现在的解决方案是有多个模板参数MyClass<T,T2,T3> my_object;，但这似乎有太多的开销和混乱。有没有一种方法可以使用上面所需的单个模板参数来实现相同的效果？

Answer 1

通常，您会通过创建其特化定义附加类型的特征类型来做到这一点。例如：

// Base template is undefined.
template <typename T>
struct optix_traits;

template <>
struct optix_traits<float> {
    using dim2 = optix::float2;
    // etc
};

template <>
struct optix_traits<double> {
    using dim2 = optix::double2;
    // etc
};

然后，如果需要，您可以从这些类型中将其别名为您的类型中的名称：

template <typename T>
class MyClass {
public:
    using T2 = typename optix_traits<T>::dim2;
};

Answer 2

您可以使用std::conditional，来自<type_traits>。

如果您希望T2 在T == float 时为optix::float2，否则为optix::double2，请使用std::conditional。这在c++11 之后可用，并将在编译时解析T2 类型。

#include <type_traits>  // std::conditional, std::is_same

template <class T>
class MyClass
{
    using T2 = typename std::conditional<std::is_same<T, float>::value,
                                          optix::float2, optix::double2>::type;
    T2 my_T2_variable;

    // ... other code
};

(See demo)

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正如@HikmatFarhat 所指出的，std::conditional 不会捕捉到用户的错误。 它只检查第一个条件，对于false 的情况，给出optix::double2 类型。

另一个选项是一系列 SFINAE ed 函数，以及 decltype 到 T2 的函数如下：

#include <type_traits>  // std::is_same, std::enable_if

template <class T> // uses if T == float and return `optix::float2`
auto typeReturn() -> typename std::enable_if<std::is_same<float, T>::value, optix::float2>::type { return {}; }

template <class T> // uses if T == double and return `optix::double2`
auto typeReturn() -> typename std::enable_if<std::is_same<double, T>::value, optix::double2>::type { return {}; }

template <class T>
class MyClass
{
    using T2 = decltype(typeReturn<T>()); // chooses the right function!

    T2 my_T2_variable;

    // ... other codes
};

(See demo)

Answer 3

使用模板特化实现一个元函数，将标准 C++ 类型映射到具有所需“等级”的 OptiX 类型：

template <typename T, std::size_t N> struct optix_type;

template <> struct optix_type<float, 2> { using type = optix::float2; };
template <> struct optix_type<float, 3> { using type = optix::float3; };
template <> struct optix_type<double, 2> { using type = optix::double2; };
// ...

template <typename T, std::size_t N>
using optix_type_t = typename optix_type<T, N>::type;

然后您可以在您的课程中使用它来轻松获得正确的类型：

template <class T>
class MyClass {
  using T2 = optix_type_t<T, 2>;
  MyClass() {
    T2 my_T2_variable;
    optix_type_t<T, 3> my_T3_variable;
  }
  void SomeFunction() { T2 another_T2_variable; };
};