Question

基本上，情况如下：

我有一个类模板（使用类型length的一个模板参数int）并想要引入一个静态数组。此数组的长度应为length，并包含1到length的元素。

截至目前，代码如下所示：

template<int length>
class myClass{
    static int array[length];
};

然后我想写一个用于初始化数组的行

// of course, the line below does not work as intended.
template<int length> int myClass<length>::array[length]={1,2, ..., length};

（如何）可以实现这一目标？

Answer 1

你不能用C风格的数组做到这一点，因为它们没有值语义。

如果您使用类似std::tr1::array的内容，那么您可以通过初始化函数结果或使用生成这些值的迭代器轻松地执行您想要的操作。

Answer 2

使用“静态构造函数”习语。

//编辑2

#include <iostream>

template<int length>
class myClass {
public:
    typedef int ArrayType[length];

    static struct StaticData {
        ArrayType array;

        StaticData()
        {
            for (int i = 0; i < length; i++) array[i] = i;
        }
    }
    static_data;

    static ArrayType &array;
};

template<int length>
typename myClass<length>::StaticData myClass<length>::static_data;

template<int length>
typename myClass<length>::ArrayType &myClass<length>::array = myClass<length>::static_data.array;

int main(int argc, char** argv) {
    const int LEN = 5;
    for (int i = 0; i < LEN; i++) {
        std::cout << myClass<LEN>::array[i];
    }
}

Answer 3

你可以编写一个包装类，但我确信有更清晰的解决方案：

template <size_t length>
class array_init_1_to_n
{
    int array[length];

public:

    array_init_1_to_n()
    {
        for (int i = 0; i < length; ++i)
        {
            array[i] = i + 1;
        }
    }

    operator int*()
    {
        return array;
    }

    operator const int*() const
    {
        return array;
    }
};

template<size_t length>
class myClass{
    static array_init_1_to_n<length> array;
};

Answer 4

看起来很难。我能想到的最接近的方法如下：

template<int length>
class myClass
{
  public:
    myClass()
    {
      static InitializeArray<length> initializeArray(&array);
    }
    template<int length>
    class InitializeArray
    {
    public:
      InitializeArray(int* array) 
      {
        for(int i = 0; i < length ; ++i)
        array[i] = i;
      }
    };
    static int array[length];
    static myClass instance;
};
template<int length> int myClass<length>::array[length];
template<int length> myClass myClass::instance;

Answer 5

无法将数组包装在静态函数中，例如，

template<int length>
class myClass {
    static int* myArray() {
        static bool initd = false;
        static int array[length];
        if(!initd) {
            for(int i=0; i<length; ++i) {
                array[i] = i+1;
            }
            initd = true;
        }
        return array;
    };
};

然后像

一样访问它

myClass<4>::myArray()[2] = 42;

首次使用时会对其进行初始化，并且在initd为静态后的后续访问中，if(!initd)将为false，并且将跳过初始化步骤。

Answer 6

我认为这只适用于C ++ 0x。无论你做什么，在C ++ 03中你都会得到一个动态初始化的数组，因此可能会出现初始化顺序问题。以下C ++ 0x代码不会出现这样的问题。

template<int...>
struct myArray;

template<int N, int ...Ns>
struct myArray<N, Ns...> : myArray<N-1, N, Ns...> { };

template<int ...Ns>
struct myArray<0, Ns...> {
    static int array[sizeof...(Ns)];
};

template<int ...Ns>
int myArray<0, Ns...>::array[sizeof...(Ns)] = { Ns... } ;

template<int length>
class myClass : myArray<length> {
    using myArray<length>::array;
};

Answer 7

在static constructor中嵌入一个for循环的for循环，它与使用初始化程序基本相同：

for(int i = 0; i < length; i++)
    array[i] = i + 1;

Answer 8

以下是使用Boost.MPL的示例：

#include <cstddef>
#include <iostream>

#include <boost/mpl/range_c.hpp>
#include <boost/mpl/string.hpp>

template<std::size_t length>
struct myClass {
  static const std::size_t Length = length;
  typedef typename boost::mpl::c_str< boost::mpl::range_c<std::size_t, 1, length + 1> > Array;
};

int main() {
  // check whether the array really contains the indented values
  typedef myClass<10> test;
  for (std::size_t i = 0; i < test::Length; ++i) {
    std::cout << test::Array::value[i] << std::endl;
  }
}

请注意，数组大于length;目前它的大小是固定的。

Answer 9

您可以使用其他静态成员的显式模板实例化，其构造函数负责填写条目：

template<int length>
class myClass{
public:
    static int array[length];

    typedef enum{LENGTH=length} size_;

    struct filler
    {
        filler(void)
        {
            for(int i=0;i<LENGTH;++i)
                array[i]=i+1;
        }
    };

    static filler fill_;
};

// of course, the line[s] below now do work as intended.
template<int length> 
int myClass<length>::array[length];

//static member definition
template<int length>
typename myClass<length>::filler myClass<length>::fill_;

//explicit template instantiation
template myClass<5>::filler myClass<5>::fill_;

int main(void)
{
    for(int i=0;i<myClass<5>::LENGTH;++i)
        cout<<myClass<5>::array[i]<<endl;

    return 0;
}

或者，由于Benoit已经在上面展示了一个类似的（可能更好的）解决方案，这里有一个模板递归版本，只是为了好玩：

//recursive version:
template<int length>
class myClass{
public:
    static int array[length];

    typedef enum{LENGTH=length} size_;

    static void do_fill(int* the_array)
    {
        the_array[LENGTH-1]=LENGTH;
        myClass<length-1>::do_fill(the_array);
    }

    struct filler
    {
        filler(void)
        {
            /*for(int i=0;i<LENGTH;++i)
                array[i]=i+1;*/
            do_fill(array);
        }
    };

    static filler fill_;
};

//explicit specialization to end the recursion
template<>
class myClass<1>{
public:
    static int array[1];

    typedef enum{LENGTH=1} size_;

    static void do_fill(int* the_array)
    {
        the_array[LENGTH-1]=LENGTH;
    }
};

//definition of the explicitly specialized version of the array
//to make the linker happy:
int myClass<1>::array[1];

// of course, the line below does not work as intended.
template<int length> 
int myClass<length>::array[length];

//static member definition
template<int length>
typename myClass<length>::filler myClass<length>::fill_;

//explicit template instantiation
template myClass<5>::filler myClass<5>::fill_;

int main(void)
{
    for(int i=0;i<myClass<5>::LENGTH;++i)
        cout<<myClass<5>::array[i]<<endl;

    return 0;
}

现在，不同的编译器支持不同级别的模板递归（这种技术编译器价格昂贵）所以，小心......“这里是龙”; - ）

哦，还有一件事，你不需要在myClass的专用版本中重新定义数组，所以你可以摆脱实例化数组[1]：

//explicit specialization to end the recursion
template<>
class myClass<1>{
public:
    typedef enum{LENGTH=1} size_;

    static void do_fill(int* the_array)
    {
        the_array[LENGTH-1]=LENGTH;
    }
};

C ++：根据模板参数填充数组

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