Question

以下代码适用于gcc 4.7。我的想法是拥有这些通用函数，这些函数可用于序列，指针，tupples，pair，用户定义类型等等。如果为某个类型定义了其中一个函数，那么所有函数都应该是。我遇到的问题是确定如何专门化它们。我决定定义一个专门用于每种类型的模板类，实现每个函数，然后定义一个只转发到类内实现的自由函数。

#include <utility>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <memory>
#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

template< class M > struct Mon;

template< class X, class F, 
          class M = Mon< typename decay<X>::type > > 
auto mon( X&& x, F f ) -> decltype( M::mon(declval<X>(),f) ) {
    return M::mon( forward<X>(x), f );
}

template< class C > struct IsSeqImpl {
    // Can only be supported on STL-like sequence types, not pointers.
    template< class _C > static true_type f(typename _C::iterator*);
    template< class _C > static false_type f(...);

    typedef decltype( f<C>(0) ) type;
};

template< class C > struct IsSeq : public IsSeqImpl<C>::type { };

/* Enable if is an STL-like sequence. */
template< class C, class R > struct ESeq : std::enable_if<IsSeq<C>::value,R> { };

template< class Seq > 
struct Mon : ESeq< Seq, Seq >::type
{
    template< class S, class F >
    static S mon( const S& s, F f ) {
        S r;
        transform( begin(s), end(s), back_inserter(r), f );
        return r;
    }
};

template< class P > struct IsPtrImpl {
    template< class X > static true_type  f( X );
    template< class X > static false_type f( ... );

    typedef decltype( f(*declval<P>()) ) type;
};

template< class P > struct IsPtr : public IsPtrImpl<P>::type { };

template< class P, class R > struct EPtr : enable_if<IsPtr<P>::value,R> { };

template< class X > struct Mon< X* >
{
    template< class F, class R = decltype( declval<F>()(declval<X>()) ) >
    static unique_ptr<R> mon( X* x, F f ) {
        typedef unique_ptr<R> U;
        return x ? U( new R(f(*x)) ) : U(nullptr);
    }
};

int add_one( int x ) { return x + 1; }

int main()
{
    vector<int> v = {1,2,3,4,5};    
    int x = 5;

    auto v2 = mon( v, add_one );
    auto x2 = mon( &x, add_one );

    // Should print 2 and 6.
    cout << v2[0] << '\n';
    cout << *x2 << '\n';
}

我想做的是为更多泛型类型专门使用Mon，但是当我尝试再次使用enable_if继承技巧时，gcc抱怨Mon已经定义了。我已经尝试过将第二个模板参数设为SFINAE的true_或false_type的技术，如上所述in this question，但没有运气来编译它。

理想情况下，每当我想到要为其定义动作的类型时，我应该能够编写一个enable_if并在模板专门化中编写整组函数。这节省了为每个函数写入一个enable_if的麻烦。悲观的是，我必须将每个类别中的每个合理类型专门化，以便真正具有通用性。

我可以用通用和可扩展的方式编写吗？

PS：如果只有概念是C ++ 11的一部分。

Answer 1

警告：恐怕我没有完全理解这个问题，所以我可能会不合时宜......

据我了解，您正在尝试解决编译时调度问题，基本上，您希望的结构是：

通用函数foo
许多适用于给定类型（或给定的类型族）的专业化

你遇到的问题是：

您想要尽可能多的foo_impl，添加新类型不会影响现有类型
您需要选择正确的foo_impl。

听起来不像简单的功能吗？

这可以通过使用特征相对简单地完成。

void foo_tag_detection(...) {} // void cannot be passed down as an argument
                               // so if this is picked up we are guaranteed
                               // a compile-time error

template <typename T>
void foo(T const& t) {
    foo_impl(t, foo_tag_detection(t));
}

然后我们创建一个特定于我们类型的标签，这里是序列

// For sequence we'll use a "sequence_tag", it can be reused for other functions
struct sequence_tag {};

实现序列检测，以及我们需要的foo_impl的重载

template <typename Seq>
auto foo_tag_detection(Seq const& s) -> decltype(s.begin(), s.end(), sequence_tag{}) {
    return sequence_tag{};
}

template <typename Seq>
void foo_impl(Seq const& s, sequence_tag) { ... }

请注意，此处使用decltype触发SFINAE，具体取决于我需要s支持的操作;它是一个非常强大的机制，并且令人惊讶地简洁。

Answer 2

通常，该工作的工具是模板专业化，在SFINAE的帮助下。这里有一些未经测试的代码可以让您体验它的样子：

/* Reusable utilities */

template<typename... T>
struct dependent_false_type: std::false_type {};

enum class enabled;

template<typename Cond>
using EnableIf = typename std::enable_if<Cond::value, enabled>::type;

template<typename T>
using Bare = typename std::remove_cv<
    typename std::remove_reference<T>::type
>::type;

/* Front-end */

// Second parameter is an implementation detail
template<typename T, typename Sfinae = enabled>
struct Mon {
    // It's not allowed to use the primary template
    static_assert( dependent_false_type<T>::value
                 , "No specialization of Mon found" );

    // In case a compiler forgets to honour the assertion
    template<typename... Ignored>
    static void mon(Ignored const&...) = delete;
};

// Front-end that delegates to the back-end
template<
    typename T
    , typename F
    , typename B = Bare<T>
>
auto mon(T&& t, F&& f)
-> decltype( Mon<B>::template mon(std::declval<T>(), std::declval<F>()) )
{ return Mon<B>::template mon(std::forward<T>(t), std::forward<F>(f)); }

/* Back-end for pointers */

template<typename T>
struct Mon<T, EnableIf<std::is_pointer<T>>> {
    // Implement somewhere
    template<
        typename P
        , typename F
        , typename R = decltype( std::declval<F>()(*std::declval<P>()) )
    >
    static std::unique_ptr<R> mon(P&& p, F&& f);
};

/* Back-end for ranges */

// Boost.Range does provide range concepts but not range traits
// so let's roll our own crude is_range

namespace detail {

// actual range concepts of Boost.Range also require some member types
// left as an exercise to the reader
template<typename T>
is_range_tester {
    template<
        typename T
        , typename = decltype( boost::begin(std::declval<T>()) )
        , typename = decltype( boost::end(std::declval<T>()) )
    >
    static std::true_type test(int);

    template<typename...>
    static std::false_type test(long, ...);
};

} // detail

template<typename T>
struct is_range
    : decltype( detail::is_range_tester<T&>::template test<T>(0) )
{};

template<typename T>
struct Mon<T, EnableIf<is_range<T>>> {
    /* implementation left as an exercise */
};

这也是可扩展的。最大的障碍是每个专业化的条件不得重叠。

专门用于泛型类型的函数组

2 个答案: