CRTP 应用于模板类

Question

让我们考虑一个用于打印派生类的 CRTP 模板类 Print：

template <typename T>
struct Print {
    auto print() const -> void;
    auto self() const -> T const & {
        return static_cast<T const &>(*this);
    }

private:
    Print() {}
    ~Print() {}

    friend T;
};

因为我想根据派生类专门进行打印，就像我们可以通过覆盖来做到这一点一样，所以我还没有实现该方法。

我们可以包装一个 Integer 并这样做，例如：

class Integer :
    public Print<Integer>
{
public:
    Integer(int i) : m_i(i) {}

private:
    int m_i;

    friend Print<Integer>;
};

template <>
auto Print<Integer>::print() const -> void {
    std::cout << self().m_i << std::endl;
}

到目前为止，这有效，现在假设我想打印包装器的通用版本：

template <typename T>
class Wrapper :
  public Print<Wrapper<T>>
{
public:
    Wrapper(T value) : m_value(std::move(value)) {}

private:
    T m_value;

    friend Print<Wrapper<T>>;
};

如果我用 Wrapper 的专业化来专业化我的打印方法，它会编译并工作：

template <>
auto Print<Wrapper<int>>::print() const -> void
{
  cout << self().m_value << endl;
}

但是，如果我想说“对于 Wrapper 的所有专业，都这样做”，则行不通：

template <typename T>
auto Print<Wrapper<T>>::print() const -> void
{
  cout << self().m_value << endl;
}

如果我在以下主要功能上运行它：

auto main(int, char**) -> int {
    auto i = Integer{5};
    i.print();

    auto wrapper = Wrapper<int>{5};
    wrapper.print();

    return 0;
}

编译器打印：

50:42: error: invalid use of incomplete type 'struct Print<Wrapper<T> >'
6:8: error: declaration of 'struct Print<Wrapper<T> >'

为什么 ？ 我怎样才能做到这一点 ？ 甚至有可能还是我必须对我的 CRTP 课程进行完全专业化？

Answer 1

只要你小心，你就可以以一种迂回的方式做到这一点。

现场演示

您的Print类将依赖另一个类PrintImpl来进行打印。

#include <type_traits>

template<class...>
struct always_false : std::false_type{};

template<class T>
struct PrintImpl
{
    void operator()(const T&) const
    {
        static_assert(always_false<T>::value, "PrintImpl hasn't been specialized for T");
    }
};

您将为您的Wrapper类部分地专门化这个PrintImpl ：

template<class T>
struct PrintImpl<Wrapper<T>>
{
    void operator()(const Wrapper<T>& _val) const
    {
       std::cout << _val.m_value;
    }
};

并确保Wrapper将此PrintImpl声明为friend ：

friend struct PrintImpl<Wrapper<T>>;

Print类创建PrintImpl的实例并调用operator() ：

void print() const
{
    PrintImpl<T>{}(self());
}

只要在您实际实例化Print类的实例之前声明您的特化，这就会起作用。

---

您还可以为您的Integer类完全特化PrintImpl<T>::operator() ，而无需编写类特化：

class Integer :
    public Print<Integer>
{
public:
    Integer(int i) : m_i(i) {}

private:
    int m_i;

    friend PrintImpl<Integer>;
};

template <>
void PrintImpl<Integer>::operator()(const Integer&  wrapper) const {
    std::cout << wrapper.m_i << std::endl;
}