Question

我想写一个函数模板，它返回各种类型的随机变量（bool，char，short，int，float，double，以及这些的无符号版本）。

我无法使用最新的C ++ 11标准库看到如何执行此操作，因为我需要使用uniform_int_distribution或uniform_real_distribution。我以为我可以专门化模板：

template<typename T>
T randomPrimitive() { std::uniform_int_distribution<T> dst; std::mt19937 rng; return dst(rng); }

template<>
bool randomPrimitive<bool>() { std::uniform_int_distribution<signed char> dst; std::mt19937 rng; return dst(rng) >= 0 ? true : false; }

template<typename T>
typename std::enable_if<std::is_floating_point<T>::value, T>::type randomPrimitive() { std::uniform_real_distribution<T> dst; std::mt19937 rng; return dst(rng); }

在Visual Studio 2012 Update 3下，这会给出：

错误C2668：'`anonymous-namespace':: randomPrimitive'：对重载函数的模糊调用

当我尝试编译时：

randomPrimitive<float>();

有没有办法专门化一个函数模板，所以我可以为bool，其他整数类型和浮点类型编写三种不同的实现？

Answer 1

您的编辑已经接近了。您需要将“整数”版本限制为整数类型。这将摆脱歧义：

template<typename T>
typename std::enable_if
<
    std::is_integral<T>::value,
    T
>::type
randomPrimitive()

但如果你现在用这样的东西运行它：

#include <iostream>

int
main()
{
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        std::cout << randomPrimitive<float>() << '\n';
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        std::cout << randomPrimitive<double>() << '\n';
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        std::cout << (int)randomPrimitive<signed char>() << '\n';
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        std::cout << randomPrimitive<unsigned>() << '\n';
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        std::cout << randomPrimitive<bool>() << '\n';
}

你会得到类似的东西：

到达那里，但不是完全随意的。问题是每次使用它时都要构建一个新引擎。你想要的是创建一次URNG，然后不断获取随机位：

std::mt19937&
get_eng()
{
    static std::mt19937 eng;
    return eng;
}

你应该只创建一次你的发行版。他们中的大多数是无国籍的，但不是全部。最好只是假设所有这些都带有状态，而你不想抛弃那个状态。

static std::uniform_real_distribution<T> dst;

这会大大改善一些事情，但你还没有：

我注意到来自signed char的所有10个值都是正数。这看起来不对。事实证明std::uniform_int_distribution有一个看起来像这样的构造函数：

explicit uniform_int_distribution(IntType a = 0,
                                  IntType b = numeric_limits<IntType>::max());

我猜这不是你想要的，所以：

static std::uniform_int_distribution<T> dst(std::numeric_limits<T>::min(), 
                                            std::numeric_limits<T>::max());

最后，如果您想要随机bool，请使用std::bernoulli_distribution。

把这一切放在一起：

#include <random>

std::mt19937&
get_eng()
{
    static std::mt19937 eng;
    return eng;
}

template<typename T>
typename std::enable_if
<
    std::is_integral<T>::value,
    T
>::type
randomPrimitive()
{
    static std::uniform_int_distribution<T> dst(std::numeric_limits<T>::min(), 
                                                std::numeric_limits<T>::max());
    return dst(get_eng());
}

template<>
bool
randomPrimitive<bool>()
{
    static std::bernoulli_distribution dst;
    return dst(get_eng());
}

template<typename T>
typename std::enable_if
<
    std::is_floating_point<T>::value,
    T
>::type
randomPrimitive()
{
    static std::uniform_real_distribution<T> dst;
    return dst(get_eng());
}

#include <iostream>

int
main()
{
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        std::cout << randomPrimitive<float>() << '\n';
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        std::cout << randomPrimitive<double>() << '\n';
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        std::cout << (int)randomPrimitive<signed char>() << '\n';
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        std::cout << randomPrimitive<unsigned>() << '\n';
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        std::cout << randomPrimitive<bool>() << '\n';
}

对我而言输出：

如果这还没有按照你的意图输出，希望你有足够的方向从这里开始。

Answer 2

您没有专门化（除了完全专业化），您重载函数模板。重载仅适用于参数类型，从不适用于结果类型。由于您的函数模板没有采用任何参数，因此无法通过重载决策来决定要为您挑选的内容。

您必须在这种情况下指定模板参数或尝试使用转换运算符：

struct RandomPrimitive
{
    operator float()
    {
        // your float implementation here
    }

    operator int()
    {
        // your int implementation here
    }

    // more operator type() as needed
};

RandomPrimitive randomPrimitive;

float f = randomPrimitive;
int i = randomPrimitive;

Answer 3

您的模板特化的语法不正确。试试这个：

template<>
bool randomPrimitive<bool>()
{
    std::uniform_int_distribution<signed char> dst;
    std::mt19937 rng;
    return dst(rng) >= 0;
}

区别在于函数名称<bool>和参数列表randomPrimitive之间的()。

类型char可以是unsigned char或signed char - 这取决于编译器。您的实施明显取决于char被解释为signed char，因此您应该明确说明。

此外，x ? true : false表达式x表达式bool与x表达式完全相同。

专门针对bool + integral +浮点返回类型的模板

3 个答案: