如何在具有不同模板参数的 C++ 模板之间进行隐式转换

Question

我正在尝试创建一个包含整数值的 C++ 模板类，并检查该值是否始终在有效范围内，因此简化代码如下：

struct OutOfRangeError  
{ };  

template<int MIN, int MAX, typename TYPE>  
struct IntegerRange  
{  
    private:  
    TYPE mValue;  

    public:  
    IntegerRange(const TYPE value) : mValue(value)  
    {  
        if (MIN > value || value > MAX)  
        {  
            throw OutOfRangeError();  
        }  
    }  

    operator TYPE() const  
    {  
        return mValue;  
    }  
}  

前面的代码可以工作，但是在使用这个类时它有一点缺点。这是一个示例：

typedef IntegerRange<0, 4, int> range1_t;  
typedef IntegerRange<0, 5, int> range2_t;  

range1_t a = 3;  
//range2_t b = a; // This does not work  
range2_t b = static_cast<int>(a); // This works OK  

因此，要在不同范围之间分配值，我必须显式转换为给定的 TYPE。我想有一个解决方案来避免这种显式转换并处理 IntegerRange 类，因为它们是普通整数。所以开发者应该感觉到他是在处理普通的整数而不是类。

为了解决这个问题，我尝试了不同的方法。一个工作是以下一个作为附加构造函数：

template<typename RANGE_TYPE>  
IntegerRange(const RANGE_TYPE &value) :  
        mValue(static_cast<const TYPE>(value))  
{  
    if (MIN > mValue || mValue > MAX)  
    {  
        throw OutOfRangeError();  
    }  
}  

但是，即使这样可行，我也不喜欢太多，因为 RANGE_TYPE 可以是任何能够转换为 TYPE 的类型，并且我想将其限制为仅 IntegerRange 类。为了将其仅限制为 IntegerRange 类，我尝试了以下方法，但它没有编译，我不明白原因：

template<int ARG_MIN, int ARG_MAX, typename ARG_TYPE>  
IntegerRange(const IntegerRange<ARG_MIN, ARG_MAX, typename ARG_TYPE> &value) :  
        mValue(static_cast<const TYPE>(value))  
{  
    if (MIN > value || value > MAX)  
    {  
        throw OutOfRangeError();  
    }  
}  

问题是 2：
* 为什么最后一段代码没有编译，我需要更改什么来编译它。
* 有没有更好的方法来避免我缺少的显式演员？

谢谢

Answer 1

首先，您不应该使用 ARG_MAX 作为模板名称，因为它可能已经被定义为 POSIX 数字常量。

其次，您应该删除IntegerRange 的第三个模板参数中的typename ：

IntegerRange(const IntegerRange<ARG_MIN, ARG_MAX, ARG_TYPE> &value) :

也许您应该将value 转换为ARG_TYPE，这将直接调用您的operator ARG_TYPE()，然后让编译器从ARG_TYPE 转换为TYPE，而不是转换为TYPE，并让编译器推断ARG_TYPE 的可能转换和对 operator ARG_TYPE() 的调用。使用第一种解决方案，关于不可能转换的编译错误可能会更加明确。

Answer 2

RANGE_TYPE 可以是任何能够转换为 TYPE 的类型，我想 将此限制为仅 IntegerRange 类。仅将其限制为 整数范围

只需交换模板参数的顺序并声明为

template<typename TYPE, TYPE2 MIN, TYPE2 MAX>  
struct IntegerRange

这会起作用，因为模板参数推导不会隐式转换 arg 类型。例如浮动到 int。

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//range2_t b = a; // This does not work  

当然。 a 和 b 有不同的类型。请记住，对于每个模板特化，都会创建一个新的类模板。您不能分配两个对象，因为它们的类型看起来很相似。

class A { int a; }; class B { int a; };
A a; B b; a = b;  // Should not work

为了执行a = b，您需要提供可以从另一个IntegerRange 构造IntegerRange 的复制构造函数。 （这里不需要赋值，因为有类型转换运算符。）

template<typename TYPE2, TYPE MIN2, TYPE MAX2>
IntegerRange(const IntegerRange<TYPE2,MIN2,MAX2>& ot) {
    if (MIN > ot.mValue || ot.mValue > MAX)  
    {  
        throw OutOfRangeError();  
    }  

    mValue = ot.mValue;
}