如何展开模板专业化

Question

我正在尝试使用模板元编程获取参数包中指定索引处的类型。我有下面的代码，但由于某种原因，它总是 return 一个 int，有人能告诉我我做错了什么吗？

#include <string>
#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;

template <int current_index, typename... Vs>
struct TypeForIndex {};
template <int current_index, typename Head, typename... Tail>
struct TypeForIndex<current_index, Head, Tail...> : private TypeForIndex<current_index + 1> {
    using type = Head;
};
template <int current_index, typename Tail>
struct TypeForIndex<current_index, Tail> {
    using type = Tail;
};

int main() {

    TypeForIndex <2, int, double, string>::type a {"hello"};
    cout << a << endl;

    return 0;
}

上面的代码应该 return string 作为 a 的类型，但不知何故它总是 int

Answer 1

TypeForIndex<2, int, double, string>

好的，模式匹配时间到了。首先，它显然符合

template <int current_index, typename... Vs>
struct TypeForIndex {};

所以没有错误。它是否与任何其他专业匹配？

甲：

template <int current_index, typename Head, typename... Tail>
struct TypeForIndex<current_index, Head, Tail...>

乙：

template <int current_index, typename Tail>
struct TypeForIndex<current_index, Tail>

嗯，它匹配 (A) 而不是 (B)。

对于 (A)，current_index 是 2，Head 是 int，Tail... 是 double, std::string。

template <int current_index, typename Head, typename... Tail>
struct TypeForIndex<current_index, Head, Tail...> : private TypeForIndex<current_index + 1> {
    using type = Head;
};

现在，private TypeForIndex<current_index + 1> 几乎没用了。它始终只匹配主体为空的主要专业化，并且它是私有的，因此没有人会注意到它。我们可以在完全不改变程序行为的情况下删除它。

template <int current_index, typename Head, typename... Tail>
struct TypeForIndex<current_index, Head, Tail...> {
    using type = Head;
};

如上所述，Head 是 int。所以我们得到 type=int.

就是这样。这就是为什么 type 是 int.

...

你做错的几乎是一切？除了编译（即存在与签名匹配的主要专业化）之外，您提供的代码与您在文本中描述的内容无关。即使 current_index+1 是一个字符串，我也不希望它存在于执行您的文字描述的代码中。

抛开除主要专业以外的所有内容，这可行：

template <typename Head, typename... Tail>
struct TypeForIndex<0, Head, Tail...> {
  using type = Head;
};
template <int current_index, typename Head, typename... Tail>
struct TypeForIndex<current_index, Head, Tail...>:
  TypeForIndex<current_index-1, Tail...>
{};

如果您传递的索引过大，它会缺少 type 的定义。

我也会使用 size_t 而不是 int。

Answer 2

这是您的解决方法。

#include <string>
#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;

template <int current_index, typename... Vs>
struct TypeForIndex {};

template <int current_index, typename Head, typename... Tail>
struct TypeForIndex<current_index, Head, Tail...> : TypeForIndex<current_index - 1, Tail...> {};

template <typename Head, typename... Tail>
struct TypeForIndex<0, Head, Tail...> {
    using type = Head;
};

int main() {
    TypeForIndex <2, int, double, string, char>::type a ("hello");
    cout << a << endl;
}

如何展开模板专业化

How to unroll template specializations

c++

templates

types

variadic-templates

c++11