Question

我在C ++中阅读了Wikipedia article有关奇怪的重复出现的模板模式，用于执行静态（读取：编译时）多态。我想概括它，以便我可以根据派生类型更改函数的返回类型。（这似乎应该是可能的，因为基类型知道模板参数中的派生类型）。不幸的是，以下代码将无法使用MSVC 2010进行编译（我现在没有轻松访问gcc所以我还没有尝试过）。谁知道为什么？

template <typename derived_t>
class base {
public:
    typedef typename derived_t::value_type value_type;
    value_type foo() {
        return static_cast<derived_t*>(this)->foo();
    }
};

template <typename T>
class derived : public base<derived<T> > {
public:
    typedef T value_type;
    value_type foo() {
        return T(); //return some T object (assumes T is default constructable)
    }
};

int main() {
    derived<int> a;
}

顺便说一句，我有一个使用额外模板参数的解决方法，但我不喜欢它 - 当在继承链上传递许多类型时它会变得非常冗长。

template <typename derived_t, typename value_type>
class base { ... };

template <typename T>
class derived : public base<derived<T>,T> { ... };

修改

MSVC 2010在这种情况下提供的错误消息是error C2039: 'value_type' : is not a member of 'derived<T>'

g ++ 4.1.2（通过codepad.org）说error: no type named 'value_type' in 'class derived<int>'

Answer 1

当您在基类列表中将derived用作base的模板参数时，

// Declare a base_traits traits class template: template <typename derived_t> struct base_traits; // Define the base class that uses the traits: template <typename derived_t> struct base { typedef typename base_traits<derived_t>::value_type value_type; value_type base_foo() { return base_traits<derived_t>::call_foo(static_cast<derived_t*>(this)); } }; // Define the derived class; it can use the traits too: template <typename T> struct derived : base<derived<T> > { typedef typename base_traits<derived>::value_type value_type; value_type derived_foo() { return value_type(); } }; // Declare and define a base_traits specialization for derived: template <typename T> struct base_traits<derived<T> > { typedef T value_type; static value_type call_foo(derived<T>* x) { return x->derived_foo(); } };不完整。

常见的解决方法是使用traits类模板。这是你的例子，traitsified。这显示了如何通过特征使用派生类中的类型和函数。

base_traits

您只需要将derived_t专门用于base的模板参数base所使用的任何类型，并确保每个专门化都提供{{1}的所有成员需要。

Answer 2

使用traits的一个小缺点是你必须为每个派生类声明一个。您可以编写一个不那么冗长和重新划分的解决方法，如下所示：

template <template <typename> class Derived, typename T>
class base {
public:
    typedef T value_type;
    value_type foo() {
        return static_cast<Derived<T>*>(this)->foo();
    }
};

template <typename T>
class Derived : public base<Derived, T> {
public:
    typedef T value_type;
    value_type foo() {
        return T(); //return some T object (assumes T is default constructable)
    }
};

int main() {
    Derived<int> a;
}

Answer 3

在C ++ 14中，您可以删除typedef并使用函数auto返回类型扣除：

template <typename derived_t>
class base {
public:
    auto foo() {
        return static_cast<derived_t*>(this)->foo();
    }
};

这是有效的，因为base::foo的返回类型的推断会延迟到derived_t完成。

Answer 4

需要较少样板文件的类型特征的替代方法是将派生类嵌套在包含typedef（或使用）的包装类中，并将包装器作为模板参数传递给基类。

template <typename Outer>
struct base {
    using derived = typename Outer::derived;
    using value_type = typename Outer::value_type;
    value_type base_func(int x) {
        return static_cast<derived *>(this)->derived_func(x); 
    }
};

// outer holds our typedefs, derived does the rest
template <typename T>
struct outer {
    using value_type = T;
    struct derived : public base<outer> { // outer is now complete
        value_type derived_func(int x) { return 5 * x; }
    };
};

// If you want you can give it a better name
template <typename T>
using NicerName = typename outer<T>::derived;

int main() {
    NicerName<long long> obj;
    return obj.base_func(5);
}

Answer 5

我知道这基本上是您发现并且不喜欢的解决方法，但是我想对其进行记录，并说这基本上是该问题的当前解决方案。

一段时间以来，我一直在寻找一种实现此目的的方法，但从未找到好的解决方案。不可能的事实是最终boost::iterator_facade<Self, different_type, value_type, ...>之类的东西需要许多参数的原因。

我们当然希望这样的事情可以工作：

template<class CRTP> 
struct incrementable{
    void operator++(){static_cast<CRTP&>(*this).increment();}
    using ptr_type = typename CRTP::value_type*; // doesn't work, A is incomplete
};

template<class T>
struct A : incrementable<A<T>>{
    void increment(){}
    using value_type = T;
    value_type f() const{return value_type{};}
};

int main(){A<double> a; ++a;}

如果可能的话，可以将派生类的所有特征隐式传递给基类。我发现获得相同效果的成语是将特征完全传递给基类。

template<class CRTP, class ValueType> 
struct incrementable{
    void operator++(){static_cast<CRTP&>(*this).increment();}
    using value_type = ValueType;
    using ptr_type = value_type*;
};

template<class T>
struct A : incrementable<A<T>, T>{
    void increment(){}
    typename A::value_type f() const{return typename A::value_type{};}
//    using value_type = typename A::value_type;
//    value_type f() const{return value_type{};}
};

int main(){A<double> a; ++a;}

https://godbolt.org/z/2G4w7d

缺点是派生类中的特征必须由合格的typename访问或由using 重新启用访问。

C ++静态多态（CRTP）并使用派生类中的typedef

5 个答案: