C++类模板构造函数 -- 重载引用 (U&) 与数组 (U*) 失败

C++ class template constructor -- overload reference(U&) with array(U*) failed

本文关键字：数组 失败 引用 构造函数 重载 C++      更新时间：2023-10-16

我正在尝试构建一个构造函数来将数组作为参数，该参数使另一个采用标量的人重载。代码如下。

#include <iostream>
template <typename T>
class SmallVec { // This is a 3 dimensional vector class template
public:
    T data[3] = {0}; // internal data of class
    template <typename U>
    explicit SmallVec(const U& scalar) { // if a scalar, copy it to each element in data
        for(auto &item : data) {
            item = static_cast<T>(scalar);
        }
    }
    template <typename U>
    explicit SmallVec(const U* vec) { // if a vector, copy one by one
        for(auto &item : data) {
            item = static_cast<T>(*vec); 
            vec++;
        }
    }
};
int main() {
    float num = 1.2;
    float *arr = new float[3];
    arr[2] = 3.4;
    SmallVec<float> vec1(num); // take num, which works fine
    SmallVec<float> vec2(arr); // !!!--- error happens this line ---!!!
    std::cout << vec1.data[2] << " "  << vec2.data[2] << std::endl;
    return 0;
}

编译器抱怨

error: invalid static_cast from type 'float* const' to type 'float'

显然，vec2(arr)仍然调用第一个构造函数。但是，如果我删除template <typename U>并将U替换为T.该程序运行良好。我应该怎么做才能纠正这个问题？

任何建议不胜感激！

以下是使用 SFINAE 获得所需内容的方法：

#include <vector>
#include <map>
#include <string>
using namespace std;
template<class T>
  struct Foo {
    template <class U, typename enable_if<is_pointer<U>::value, int>::type = 0>
      Foo(U u){}
    template <class U, typename enable_if<!is_pointer<U>::value, int>::type = 0>
      Foo(U u){}
  };

int main()
{
  Foo<int> f('a'); // calls second constructor
  Foo<int> f2("a"); // calls first constructor
}

直播： https://godbolt.org/g/ZPcb5T

我正在尝试构建一个构造函数以将数组作为参数

（...

explicit SmallVec(const U* vec) { // if a vector, copy one by one

您不采用数组。你拿一个指针，它可能指向数组，也可能不指向数组，即使它指向数组，谁说数组至少有三个元素？这是一个严重的设计缺陷。

C++确实允许您通过引用或常量引用获取原始数组，即使语法很糟糕：

explicit SmallVec(const U (&vec)[3]) {

然后构造函数的实现也不同：

    for(int index = 0; index < 3; ++index) {
        data[index] = static_cast<T>(vec[index]); 
    }

然而，从main来看，问题更深。您可以使用new[]动态分配数组。这已经是一个非常糟糕的主意了。巧合的是，你的例子也错过了一个delete[].为什么不使用本地数组呢？

 float arr[3];

这将使你的程序编译并可能正确运行，但你的代码中仍然存在未定义的行为，因为你只将数组的第 3 个元素设置为有效值;其他两个元素保持未初始化，并且从未初始化的float读取，即使你只是复制它，也正式导致未定义的行为。

所以最好做到：

 float arr[3] = { 0.0, 0.0, 3.4 };

除此之外，C++11 邀请您使用 std::array ，这通常会使事情更安全并改进语法。下面是一个完整的示例：

#include <iostream>
#include <array>
template <typename T>
class SmallVec { // This is a 3 dimensional vector class template
public:
    std::array<T, 3> data; // internal data of class
    template <typename U>
    explicit SmallVec(const U& scalar) { // if a scalar, copy it to each element in data
        for(auto &item : data) {
            item = static_cast<T>(scalar);
        }
    }
    template <typename U>
    explicit SmallVec(std::array<U, 3> const& vec) { // if a vector, copy one by one
        for(int index = 0; index < 3; ++index) {
            data[index] = static_cast<T>(vec[index]); 
        }
    }
};
int main() {
    float num = 1.2;
    std::array<float, 3> arr = { 0.0, 0.0, 3.4 };
    SmallVec<float> vec1(num);
    SmallVec<float> vec2(arr);
    std::cout << vec1.data[2] << " "  << vec2.data[2] << std::endl;
    return 0;
}

尽管两个构造函数都使用显式说明符并尽量避免类型转换，但您应该注意，第一个与第二个一样好。如果您用 U 代替浮点数*，您将获得：

显式 SmallVec（const float*& scalar）

这是完全可以接受的，可以解释编译错误。您可以通过将第二个构造函数更改为以下方面来解决此问题：

template <typename U>
explicit SmallVec(U* const vec) { // if a vector, copy one by one
    U* local = vec;
    for(auto &item : data) {
        item = static_cast<T>(*local);
        local++;
    }
}

但是，我建议一种更明确的方法：

class ScalarCopy {};
class VectorCopy {};
...
template <typename U>
SmallVec(const U& vec, ScalarCopy);
template <typename U>
SmallVec(const U* const vec, VectorCopy);

并进行显式调用：

SmallVec<float> vec1(num, ScalarCopy());
SmallVec<float> vec2(arr, VectorCopy());
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