类型组模板化类的成员专门化

Member specialization for a templated class for groups of types?

本文关键字：成员 专门化 类型      更新时间：2023-10-16

我有一个矩阵类，我想为不同的矩阵类型(int, float, double)将矩阵打印到终端。我想实现这个:

  • 如果矩阵类型为int，则使用printf("%d ",matrix[i][j])打印矩阵
  • 如果矩阵类型为float或double，则使用printf("%.3f ",matrix[i][j])打印矩阵
  • 否则抛出错误

以下是我所拥有的相关部分:

...
template <class T>
class Matrix2D {
private:
    std::vector< std::vector<T> > matrix;
public:
    ...
    void print() const; // print the whole matrix
}
...
template <class T>
void Matrix2D<T>::print() const {
    // throw an error
}
template <>
void Matrix2D<int>::print() const {
    // print matrix using printf("%d ",matrix[i][j])
}
template <>
void Matrix2D<float,double>::print() const {
    // print matrix using printf("%.3f ",matrix[i][j])
}

但是使用Matrix2D<float,double>给了我错误信息error: wrong number of template arguments (2, should be 1)。然而，我想对float和double类型矩阵都有一个通用的print()函数(不想复制相同的东西两次)。实现这一目标的最简单方法是什么?谢谢!

只是作为建议的模板解决方案的替代方案，使用旧的好的函数重载:

public:
    void print() const
    {
        for (auto const& row : matrix)
            for (auto const& v : row)
                print(v);
    }
private:
    static void print(int val)
    {
        printf("%d ", val);
    }
    static void print(float val)
    {
        printf("%.3f", val);
    }

问题要求Matrix2D<short>::print()抛出错误。为了达到这个目的，你可以使用标签调度。

标签- simple

naïve方法要求您直接为每种类型专门标记。

namespace detail
{
struct int_tag{};
struct float_tag{};
struct error_tag{};
template<typename T> struct choose_tag { using type = error_tag; };
template<> struct choose_tag<int> { using type = int_tag; };
template<> struct choose_tag<double> { using type = float_tag; };
template<> struct choose_tag<float> { using type = float_tag; };
template<typename T>
using tag = typename choose_tag<T>::type;
}

标签-类型列表

使用Boost可以避免这种情况。Hana(或其他MPL解决方案)。首先，为列表中的类型定义check:

template<typename T, typename... Us>
constexpr bool contains =
        hana::any_of(hana::tuple_t<Us...>, hana::partial(hana::equal, hana::type_c<T>))();

然后enable_if这个类型为你的标签:

template<typename T, typename = std::void_t<>>
struct choose_tag
{ using type = error_tag; };
template<typename T>
struct choose_tag<T, enable_if_t<contains<T, int>>>
{ using type = int_tag; };
template<typename T>
struct choose_tag<T, enable_if_t<contains<T, double, float>>>
{ using type = float_tag; };

Common - print实现

然后声明使用它们的函数模板:

template<typename T>
void print_matrix(detail::int_tag, T&&) {
    cout << __PRETTY_FUNCTION__ << endl;
}
template<typename T>
void print_matrix(detail::float_tag, T&&) {
    cout << __PRETTY_FUNCTION__ << endl;
}
template<typename T>
void print_matrix(detail::error_tag, T&&) {
    cout << __PRETTY_FUNCTION__ << endl;
}

和电话:

template <class T>
class Matrix2D {
private:
    std::vector< std::vector<T> > matrix;
public:
    void print() const {
        print_matrix(detail::tag<T>{}, *this);
    }
};

下面是简单和类型列表版本的实例

您可以使用enable_if和类型特征，做这样的事情:

template<class T> class MyClass
{
public:
    // this one will be created if the argument is of a floating point type, i.e.
    // double or float
    template<typename U = T>
    typename std::enable_if<std::is_floating_point<U>::value, void>::type
    print(U v)
    {
        std::cout << "float" << std::endl;
    }
    // this one will be created if the argument is of an integral type, i.e.
    // bool, char, char16_t, char32_t, wchar_t, short, int, long, long long
    template<typename U = T>
    typename std::enable_if<std::is_integral<U>::value, void>::type
    print(U v)
    {
        std::cout << "integer" << std::endl;
    }
};

int main() {
    MyClass<int>c;
    c.print(1);
    c.print(1.f);
}
输出:

integer
float
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