确保可变参数模板不包含重复项

Question

我想我的整个问题在标题中都有很好的描述。我正在尝试创建可变 class 模板（在 C++11、C++14 或 C++1z 中）。

template<typename ...Types> struct MyVariadicTemplate {};

并确保 MyVariadicTemplate 的任何实例化中的类型列表是单射的，因此，例如，如果我调用以下代码：

MyVariadicTemplate<int, double, int> x;

它不会编译（我很乐意使用 static_assert 以某种方式做到这一点）。

我将不胜感激。

Answer 1

这可以借助两个元函数来编写。

首先，IsContained 检查类型是否出现在类型列表中。

template <typename T, typename... List>
struct IsContained;

template <typename T, typename Head, typename... Tail>
struct IsContained<T, Head, Tail...>
{
    enum { value = std::is_same<T, Head>::value || IsContained<T, Tail...>::value };
};

template <typename T>
struct IsContained<T>
{
    enum { value = false };
};

其次，IsUnique 检查类型列表是否不包含重复项。它使用 IsContained 检查所有元素组合。

template <typename... List>
struct IsUnique;

template <typename Head, typename... Tail>
struct IsUnique<Head, Tail...>
{
    enum { value = !IsContained<Head, Tail...>::value && IsUnique<Tail...>::value };
};

template <>
struct IsUnique<>
{
    enum { value = true };
};

有了这些工具，静态断言就非常简单了：

template <typename... Ts>
struct NoDuplicates
{
    static_assert(IsUnique<Ts...>::value, "No duplicate types allowed");
};

Answer 2

如果您可以访问 C++1z 折叠表达式，则可以通过对 IsContained 执行以下操作来简化@TheOperator 的回答：

template <typename T, typename... List>
struct IsContained;

template <typename T, typename Head, typename... Tail>
struct IsContained<T, Head, Tail...>
{
    enum { value = std::is_same<T, Head>::value || (IsContained<T, Tail>::value && ... && true) };
};

template <typename T>
struct IsContained<T>
{
    enum { value = false };
};

不同之处在于折叠表达式有更大的机会重新使用 class 实例化。如果你使用了很多参数或者有很多重复比较，这个可能有更快的编译时间。一如既往，自己测试一下。

Answer 3

使用 c++17 这很容易。

#include <type_traits>

template <typename T, typename... Ts>
struct are_distinct: std::conjunction<
    std::negation<std::is_same<T, Ts>>...,
    are_distinct<Ts...>
>{};

template <typename T>
struct are_distinct<T>: std::true_type{};

算法与 and 的算法相同，但表达更简洁。

然后，针对您的具体问题，您可以这样使用它：

template<typename ...Types> 
struct MyVariadicTemplate {
    static_assert(are_distinct<Types...>::value, "Types must be distinct");

    /* rest of the code */
};

但是，鉴于这是 O(n²)，我想知道是否有办法降低算法的复杂性？ Boost::mpl's unique<> is O(n)，但我无法理解它使用的算法。

确保可变参数模板不包含重复项

Ensuring that a variadic template contains no duplicates

c++

templates

variadic-templates

c++11