有没有一种方法可以递归使用“类模板参数推导指南”？ （图灵完成了吗）

Question

我正在使用“类模板推导指南”，并尝试递归使用。但是我无法获取以下代码进行编译

#include <type_traits>

template<int N>
using int_const = std::integral_constant<int,N>;

template<int N>
struct Foo{
    constexpr static int value = N;

    template<int C>
    constexpr Foo(int_const<C>){};
};

Foo(int_const<0>) -> Foo<1>;

template<int N>
Foo(int_const<N>) -> Foo<N*(Foo{int_const<N-1>{}}.value)>;

int main(){
    return Foo{int_const<5>{}}.value;
}

这是错误：

<source>: In substitution of 'template<int N> Foo(int_const<N>)-> Foo<(N * >     Foo{std::integral_constant<int, (N - 1)>{}}.value)> [with int N = -894]':
<source>:17:51:   recursively required by substitution of 'template<int N> Foo(int_const<N>)-> Foo<(N * Foo{std::integral_constant<int, (N - 1)>{}}.value)> [with int N = 4]'
<source>:17:51:   required by substitution of 'template<int N> Foo(int_const<N>)-> Foo<(N * Foo{std::integral_constant<int, (N - 1)>{}}.value)> [with int N = 5]'
<source>:20:30:   required from here
<source>:17:1: fatal error: template instantiation depth exceeds maximum of 900 (use -ftemplate-depth= to increase the maximum)
 Foo(int_const<N>) -> Foo<N*(Foo{int_const<N-1>{}}.value)>;
 ^~~

编译终止。

Answer 1

您需要一个辅助模板：

template<int N>
struct foo_helper
{ static constexpr int value = N * Foo{int_const<N-1>{}}.value; };
template<>
struct foo_helper<0>
{ static constexpr int value = 1; };

使用（唯一）演绎指南：

template<int C>
Foo(int_const<C>)
-> Foo<foo_helper<C>::value>
;

Live demo和Foo{int_const<5>{}}.value的正确评估为120。

为什么这样？

由于以下推导指南

template<int N>
Foo(int_const<N>) -> Foo<N*(Foo{int_const<N-1>{}}.value)>;

CTAD启动时，将考虑所有指南；即使您提供了更专业的指南（Foo<0>），该递归指南也被明确地专门化，Foo{int_const<N-1>{}}最终也被N=0专门化，因此无限递归。

引入间接层foo_helper打破了这种无限递归：您可以专门设计一个类，而不是推论指南。

Answer 2

以下代码有效：

#include <type_traits>

template<int N>
using int_const = std::integral_constant<int,N>;

template<int N>
struct Foo{
    constexpr static int value = N;

    template<int C>
    constexpr Foo(int_const<C>){};
};

template<int N>
constexpr auto previous_foo(){
    if constexpr (N<=0){
        return 1;
    }
    else {
        return decltype(Foo{int_const<N-1>{}})::value;
    }
 }

template<int N>
Foo(int_const<N>) -> Foo<(N>0)?N*previous_foo<N>():1>;


int main(){
    return Foo{int_const<5>{}}.value;
}