c ++ 20如何制作一个像容器一样的约束元组，它只包含允许的类型和它自己的一个实例

Question

假设我想制作一个像模板容器一样的元组作为 api 界面的一部分。我想将它限制在允许的类型列表加上这个模板容器的一个实例。现在我有这样的东西：

#include <string>
#include <tuple>
#include <utility>
#include <type_traits>

template<typename T>
constexpr const bool bIsAllowedType =
    std::is_same<T, bool>::value ||
    std::is_same<T, void*>::value ||
    std::is_same<T, double>::value ||
    std::is_same<T, int64_t>::value ||
    std::is_same<T, std::string>::value;

template<typename T, typename... Args>
constexpr const bool bIsAllowedArgList =
    bIsAllowedType<std::remove_reference_t<T>> &&
    bIsAllowedArgList<Args...>;

template<typename T>
constexpr const bool bIsAllowedArgList<T> =
    bIsAllowedType<std::remove_reference_t<T>>;

template<typename... Args>
concept CAllowedArgList =
    bIsAllowedArgList<Args...>;

template<CAllowedArgList... Args>
class Container
{
private:
    using TupleT = std::tuple<std::decay_t<Args>...>;
    TupleT data;
public:
    Container() = default;
    Container(Args&&... args) : data(std::forward<Args>(args)...) {}
};

int main()
{
    auto test_cont = Container(1LL, 2.0, std::string("three")); // Ok
    auto err_cont = Container(std::wstring(L"wide string")); // Not ok, type's not allowed
    return 0;
}

那么，如何让它也接受它自己的一个实例呢？像这样：

int main()
{
    auto test_cont = Container(1LL, Container(2.0, std::string("three"))); 

    return 0;
}

我希望它尽可能简单，所以请尽可能限制使用第三方库（如 Boost）

Answer 1

您可以使用部分模板特化来检查这一点。

template <typename T>
constexpr const bool bIsContainerType = false;

template <typename... Types>
constexpr const bool bIsContainerType<Container<Types...>> = true;

然后我们将其添加到 bIsAllowedType

中的检查列表中

template<typename T>
constexpr const bool bIsAllowedType =
    std::is_same<T, bool>::value ||
    std::is_same<T, void*>::value ||
    std::is_same<T, double>::value ||
    std::is_same<T, int64_t>::value ||
    std::is_same<T, std::string>::value ||
    bIsContainerType<T>;

由于 bIsAllowedType 现在需要了解 Container，这需要了解我们的概念，所以我将 bIsAllowedType 更改为一个结构，以便我们可以转发声明它。

#include <string>
#include <tuple>
#include <utility>
#include <type_traits>

template<typename T>
struct bIsAllowedType;

template<typename... T>
constexpr const bool bIsAllowedArgList =
    (bIsAllowedType<std::remove_reference_t<T>>::value && ...);

template<typename... Args>
concept CAllowedArgList =
    bIsAllowedArgList<Args...>;

template<CAllowedArgList... Args>
class Container
{
private:
    using TupleT = std::tuple<std::decay_t<Args>...>;
    TupleT data;
public:
    Container() = default;
    Container(Args&&... args) : data(std::forward<Args>(args)...) {}
};

template <typename T>
constexpr const bool bIsContainerType = false;

template <typename... Types>
constexpr const bool bIsContainerType<Container<Types...>> = true;

template<typename T>
struct bIsAllowedType {
    static constexpr bool value =
        std::is_same<T, bool>::value ||
        std::is_same<T, void*>::value ||
        std::is_same<T, double>::value ||
        std::is_same<T, int64_t>::value ||
        std::is_same<T, std::string>::value ||
        bIsContainerType<T>;
};


int main()
{
    auto test_cont = Container(static_cast<int64_t>(1), 2.0, std::string("three")); // Ok
    //auto err_cont = Container(std::wstring(L"wide string")); // Not ok, type's not allowed
    auto test_cont2 = Container(static_cast<int64_t>(1), Container(2.0, std::string("three"))); 
    return 0;
}

直播demo

c ++ 20如何制作一个像容器一样的约束元组，它只包含允许的类型和它自己的一个实例

c++20 How to make a constrained tuple like container that contains only the allowed types and an instance of itself

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