模板的编译时类型名称别名

Compile-time typename aliasing for templates

本文关键字：别名 类型 编译      更新时间：2023-10-16

在我的碰撞/物理引擎中，多亏了模板，我知道我在运行时使用的是什么空间分区方法。我正在尝试创建一个通用的Query类，它允许我对任何空间分区方法执行相同的查询。每个空间分区方法都实现自己版本的查询，但接口是相同的。

问题是，用户必须指定空间分区类型、空间分区类型的查询类型以及空间分区类型的询问模式。

如果用户要更改其空间分区方法，那么所有现有的代码都将中断。

是否有一种方法允许用户只指定空间分区类型、通用查询类型和通用查询模式，并具有某种别名，以便自动选择正确的类型（相对于空间分区类型）？

我尝试过using（C++11typedef）和decltype以及部分专业化，但我找不到正确的代码编写方法，也从未编译/工作过。

我只能考虑使用virtual方法和基类，但这似乎没有必要，因为我在编译时"知道"这些类型。

当前代码：

 // Query.h
 template<class T, class U, class V>
 Query<T, U, V> getQuery() { return Query<T, U, V>(getSpatial<T>()); } 
 // Example.cpp (user project)
 getQuery<Grid, GridQueryType::Point, GridQueryMode::All>(); 
 getQuery<QuadTree, QuadTreeQueryType::Point, QuadTreeQueryMode::All>();

所需代码（无效）：

 // Query.h
 namespace Type { struct Point; }
 namespace Mode { struct All; }
 template<class T, class U, class V>
 Query<T, typename T::U, typename T::V> getQuery() 
 { 
      return Query<T, typename T::U, typename T::V>(getSpatial<T>()); 
 } 
 // Grid.h
 using Type::Point = GridQueryType::Point;
 using Mode::All = GridQueryMode::All;
 // QuadTree.h
 using Type::Point = QuadTreeQueryType::Point;
 using Mode::All = QuadTreeQueryMode::All;
 // Example.cpp (user project)
 getQuery<Grid, Type::Point, Mode::All>(); // actually uses GridQueryType::Point and GridQueryMode::All!
 getQuery<QuadTree, Type::Point, Mode::All>(); // actually uses QuadTreeQueryType::Point and QuadTreeQueryMode::All!

Real代码还传递typename... TArgs以允许查询类型特定的参数——出于空间原因，我将其从示例中排除。

如果第一个模板参数与第二个和第三个模板参数之间存在直接关系，则后一个参数似乎不应被视为模板参数，而是由类型映射确定：

template <typename> struct TypePoint;
template <typename> struct ModeAll
template <> struct TypePoint<Grid> { typedef GridQueryType::Point type; };
template <> struct ModeAll<Grid>   { typedef GridQueryMode::All type; };
getQuery<Grid>();

至少，使用如上所述的类型映射，您可以为参数定义默认值。如果后面要添加其他参数，基本上可以将前三个参数及其默认值分组为一个类型，然后传递，例如：

template <typename T,
          typename P = typename TypePoint<T>::type,
          typename M = typename ModeAll<T>::type>
struct QueryParameters {
    typedef T type;
    typedef P point_type;
    typedef M mode_type;
};
getQuery<QueryParemeters<Grid>, Other, Paremters>();

我认为这里的解决方案是模板专业化和模板模板参数的组合。

首先，我们定义了不同类型的查询：

namespace Type
{
    template<typename SPATIAL_PARTITION>
    struct Point;
}
namespace Mode
{
    template<typename SPATIAL_PARTITION>
    struct All;
}

接下来，在每个空间划分实现中，我们专门化类型和模式。例如，在四叉树.h:中

namespace Type
{
    template<>
    struct Point<Quadtree>
    {
        /* ... implementation here ... */
    }
}
namespace Mode
{
    template<>
    struct All<Quadtree>
    {
        /* ... implementation here ... */
    }
}

最后，在查询中，我们使用模板模板参数来指定模式和类型：

template<typename SPATIAL_PARTITION, template<typename> class TYPE , template<typename> class MODE>
void getQuery()
{
    using type = TYPE<SPATIAL_PARTITION>;
    using mode = MODE<SPATIAL_PARTITION>;
}

我会转向另一个方向。由于你有模板函数，你可以使用类型推导。返回对象取决于函数模板参数。因此，您可以用typedef返回类型来代替别名。

// Grid.h
//using Type::Point = GridQueryType::Point;
//    using Mode::All = GridQueryMode::All;
typedef Query<Grid, GridQueryType::Point, GridQueryMode::All> T_one;
// QuadTree.h
//using Type::Point = QuadTreeQueryType::Point;
//using Mode::All = QuadTreeQueryMode::All;
typedef Query<Grid, QuadTreeQueryType::Point, QuadTreeQueryMode::All> T_two;
// Example.cpp (user project)
//getQuery<Grid, Type::Point, Mode::All>(); // actually uses GridQueryType::Point and     
//getQuery<QuadTree, Type::Point, Mode::All>();
T_one t = getQuery();
T_two t2 = getQuery();
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