如何在不指定类名的情况下专门化模板

How to specialize a template without specifying a class name?

本文关键字：情况下 专门化      更新时间：2023-10-16

我想创建一个名为debug的函数，输出一些关于对象的信息。我的系统包含许多不同类型的对象；其中一些包含其他对象。

using namespace std; // for brevity
struct dog {string name;};
struct human {string name; string address;};
struct line {list<human*> contents;};
struct pack {vector<dog*> contents;};

我希望函数输出参数的成员name（如果它有），或者调试参数的contents成员（如果它只有）。我想出了以下代码：

template <class T>
void debug(T object) // T here is a simple object like dog, human, etc
{
    cout << object.name.c_str() << 'n';
}
// A helper function, not really important
template <class T>
void debug_pointer(T* object)
{
    debug(*object);
}
void debug(pack object)
{
    for_each(object.contents.begin(), object.contents.end(), debug_pointer<dog>);
}
void debug(line object)
{
    for_each(object.contents.begin(), object.contents.end(), debug_pointer<human>);
}

这里，pack和line的代码几乎相同！我想避免多次编写相同的代码：

struct line {list<human*> contents; typedef human type;};
struct pack {vector<dog*> contents; typedef dog type;};
template <class T>
void debug(T object) // T here is a compound object (having contents)
{
    for_each(object.contents.begin(), object.contents.end(), debug_pointer<T::type>);
}

但这种语法与"简单"对象的函数模板（具有相同的签名）相冲突。

如何重写代码？我不想重写第一部分（dog、human等的声明），因为我的程序的这一部分已经非常复杂，向其中添加一些东西（基类、成员函数等）只是为了调试似乎是不合适的。

基本代码可能如下所示：

template <typename T> void debug(T const & x)
{
    debug_helper<T, has_name<T>::value>::print(x);
}

我们需要一个助手类：

template <typename, bool> struct debug_helper;
template <typename T> struct debug_helper<T, true>
{
    static void print(T const & x) { /* print x.name */ }
};
template <typename T> struct debug_helper<T, false>
{
    static void print(T const & x) { /* print x.content */ }
};

现在我们只需要一个SFINAE特性类has_name<T>，以及一个打印容器的机制。这两个问题在漂亮的打印机代码中几乎一字不差地得到了解决。

将容器也作为模板参数：

template <template <typename> class Container, typename T>
void debug(Container<T> object)
{
    for_each(object.contents.begin(), object.contents.end(), debug_pointer<T>);
}

顺便说一句，在大多数情况下，您可能希望通过常量引用而不是通过值传递（这需要复制整个向量/列表）：

template <template <typename> class Container, typename T>
void debug(const Container<T>& object)

如果可以使用C++11，则可以使用decltype根据内容确定T：

template <typename T>
void debug(const T& object)
{
    typedef decltype(*object.contents.front()) T;
    for_each(object.contents.begin(), object.contents.end(), debug_pointer<T>);
}

当不能使用C++11时，GCC也有typeof。

使用C++11、decltype和SFINAE使事情变得简单：）

#include <string>
#include <vector>
#include <list>
#include <iostream>
#include <algorithm>
struct dog { std::string name; };
struct human { std::string name; std::string address; };
struct line { std::list<human*> contents; };
struct pack { std::vector<dog*> contents; };
template <typename T>
auto debug(T const& t) -> decltype(t.name, void(0)) {
  std::cout << t.name << 'n';
}
template <typename T>
auto debug(T const* t) -> decltype(t->name, void(0)) {
  if (t != 0) std::cout << t->name << 'n';
}
struct Debugger {
  template <typename T>
  void operator()(T const& t) { debug(t); }
};
template <typename C>
auto debug(C const& c) -> decltype(c.contents, void(0)) {
  typedef decltype(c.contents) contents_type;
  typedef typename contents_type::value_type type;
  std::for_each(c.contents.begin(), c.contents.end(), Debugger());
}

int main() {
  dog dog1 = { "dog1" }, dog2 = { "dog2" };
  human h1 = { "h1" }, h2 = { "h2" };
  line l; l.contents.push_back(&h1); l.contents.push_back(&h2);
  debug(l);
}

在ideone的行动中，这产生了：

h1
h2

如预期：）

如果没有C++11，它需要一些小技巧，但原理保持不变，使用boost::enable_if，您需要创建一个结构，该结构将根据name和contents的存在和可访问性引发编译错误。

当然，如果您简单地将结构本身中的方法连接起来，这一切都会更容易：）

您可以使用SFINAE来选择正在使用的过载。

我忘记了确切的细节，但您可以使用它来检测"内容"成员或"名称"成员的存在，然后基于此进行过载。

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