C++模板：計算值並在編譯時作出決定

Question

假設您有一個具有模板長度和類型的向量類 - 即vec<2,float>。這些也可以嵌套 - vec<2,vec<2,vec<2,float> > >或vec<2,vec<2,float> >。你可以計算出這些載體之一是如何深嵌套是這樣的：

​​

麻煩的是，你不會知道它有多深，直到運行時間，但你可能需要知道comile時間深度爲了做這樣的事情：

// Do this one when depth(v1) > depth(v2) 
template<int N, typename T, int M, typename U> 
inline vec<N,T> operator +(const vec<N,T>& v1, const vec<M,U>& v2) { 
    return v1 + coerce(v2,v1); 
} 
// Do this one when depth(v1) < depth(v2) 
template<int N, typename T, int M, typename U> 
inline vec<M,U> operator +(const vec<N,T>& v1, const vec<M,U>& v2) { 
    return coerce(v1,v2) + v2; 
} 

你不能只是扔在一個「如果」的聲明，因爲（a），這是更深層次的影響的返回類型和（b）裹脅（）生成，如果生成錯誤您嘗試將嵌套向量強制轉換爲嵌套較少的向量。

是否有可能做這樣的事情，還是我推高了C++模板的限制？

Answer 1

完全有可能。嘗試例如

template<int N, typename T, int M, typename U> 
inline typename enable_if<is_deeper<T, U>::value, vec<N,T> >::type 
operator +(const vec<N,T>& v1, const vec<M,U>& v2) { 
    return v1 + coerce(v2,v1); 
} 

template<int N, typename T, int M, typename U> 
inline typename enable_if<is_deeper<U, T>::value, vec<M,U> >::type 
operator +(const vec<N,T>& v1, const vec<M,U>& v2) { 
    return coerce(v1,v2) + v2; 
} 

哪裏is_deeper是一樣的東西

/* BTW what do you want to do if none is deeper? */ 
template<typename T, typename U> 
struct is_deeper { static bool const value = false; }; 

template<typename T, int N, typename U> 
struct is_deeper<vec<N, U>, T> { 
    static bool const value = true; 
}; 

template<typename T, int N, typename U> 
struct is_deeper<T, vec<N, U> > { 
    static bool const value = false; 
}; 

template<typename T, int N, int M, typename U> 
struct is_deeper<vec<M, T>, vec<N, U> > : is_deeper<T, U> 
{ }; 

Answer 2

模板元編程會讓你自由。我在運行時這樣做，但它會在編譯時進行計算：

#include <iostream> 
#include <boost\static_assert.hpp> 
using namespace std; 

template<size_t Depth> class Vec 
{ 
public: 
enum {MyDepth = Vec<Depth-1>::MyDepth + 1}; 
}; 

template<> class Vec<1> 
{ 
public: 
enum {MyDepth = 1}; 
}; 

    BOOST_STATIC_ASSERT(Vec<12>::MyDepth == 12); 
// Un-commenting the following line will generate a compile-time error 
// BOOST_STATIC_ASSERT(Vec<48>::MyDepth == 12); 

int main() 
{ 
cout << "v12 depth = " << Vec<12>::MyDepth; 
} 

編輯：包括提升靜態斷言來演示如何，這是在編譯時進行評估。

Answer 3

部分專業化對反思非常有用。通常最好避免使用編譯時常量結果的inline函數。 （C++ 0x中可能會緩解這個有點，但我不知道有多少。）

首先，你vec模板看起來很像boost::array/std::tr1::array/std::array，所以我只是把它array。

template< class ArrT > 
struct array_depth; // in the general case, array depth is undefined 

template< class ElemT, size_t N > // partial specialization 
struct array_depth< array< ElemT, N > > { // arrays do have depth 
    enum { value = 0 }; // in the general case, it is zero 
}; 

template< class ElemT, size_t N1, size_t N2 > // more specialized than previous 
struct array_depth< array< array< ElemT, N1 >, N2 > { 
    enum { value = 1 + array_depth< array< ElemT, N1 > >::value }; // recurse 
}; 

// define specializations for other nested datatypes, C-style arrays, etc. 
// C++0x std::rank<> already defines this for C-style arrays