如何限制模板中的類型名

Question

具有可以接受4種不同類型的功能。 它們的實現非常相似。

template< typename T >
void foo( std::string &&name, T value ){
    //...
}

typename T必須是 4 種預定義類型之一。 其他類型名是不可接受的，應在編譯時加以限制。
可以用 C++ 編寫嗎？

Answer 1

我能想到至少三種方式，從頭到尾。

第一：

namespace internal {
template< typename T >
void foo_impl( std::string &&name, T value ) {
    // actual implementation here
}
}

void foo(std::string &&name, SpecialType1 value ) {
    internal::foo_impl(std::forward<std::string>(name), value);
}
void foo(std::string &&name, SpecialType2 value ) {
    internal::foo_impl(std::forward<std::string>(name), value);
}

第二：

template< typename T >
typename std::enable_if<std::is_same<T, SpecialType1>::value ||
                        std::is_same<T, SpecialType2>::value >::type
foo( std::string &&name, T value ){
    //implementation here
}

第三：

template< typename T >
void foo(std::string &&name, T value){
    static_assert(std::is_same<T, SpecialType1>::value ||
                  std::is_same<T, SpecialType2>::value,
    "wrong template argument");
    //implementation here
}

演示

Answer 2

我見過人們做的一件事是使用std::enable_if 。 我不確切知道你的4種類型是什么，所以這是一個有兩種類型int和float的例子。

using myType = std::enable_if<
std::is_same<int, T>::value ||
std::is_same<float, T>::value, T >::type;

只有當T完全是int或float myType存在。 希望有所幫助！

Answer 3

<type_traits>允許您將邏輯推廣到類模板中。 這是如何工作的我們采取模板參數T和Ts參數包，我們開始檢查T是否與類型列表的Head相同。 如果找到匹配，我們繼承std::true_type ，我們就完成了。 如果沒有找到匹配，我們彈出頭部並以Ts尾部遞歸地實例化相同的模板。 最終，如果根本找不到匹配項，參數包大小將降至零，編譯器將實例化從std::false_type繼承的基本模板類。 請查看此視頻，以便更好地閱讀Walter E. Brown先生的部門解釋。

template<class T, class...> struct is_any_of: std::false_type{};
template<class T, class Head, class... Tail> 
struct is_any_of<T, Head, Tail...>: std::conditional_t<
  std::is_same<T, Head>::value, 
  std::true_type,
  is_any_of<T, Tail...>>
{};

現在我們可以SFINAE結束，使用幾乎英文措辭的enable_if 。

#include <type_traits>
#include <string>

template<
  class T,
  class = std::enable_if_t<is_any_of<T, int, float, unsigned, double>::value>
>
void foo(std::string &&str, T value) {}


int main()
{
  foo(std::string{"hello"}, 3);
  foo(std::string{"world"}, '0'); //compile-time error
}

SFANIE是一種語言功能，一種工具，用於或濫用某些人說要達到你所要求的，

標准庫組件std :: enable_if允許創建替換失敗，以便根據在編譯時評估的條件啟用或禁用特定重載。 僅供參考http://en.cppreference.com/w/cpp/language/sfinae 。

請注意， std::conditional_t<>和std::enable_if_t<>分別來自std::conditional<>::type和std::enable_if<>::type 。 您可以在代碼中簡單地替換這些，但是應該在enable_if之前放置typename關鍵字。

Answer 4

我知道我參加聚會遲到了，但也許有人會覺得這很有用。

從C++20開始，可以使用約束和概念來過濾模板中可能的typename 。

語法如下：

template <typename T>
requires std::is_integral_v<T>
auto func(T any_integer) {
  ...
};

// Or, you can also do:

template <typename T>
concept Integer = std::is_integral_v<T>;

template <Integer T>
auto func(T any_integer) {
  ...
};

// Or, an even better approach:

auto func(Integer auto any_integer) {
  ...
};

我更喜歡最后一個，因為它又好又干凈。 但那只是我的個人意見。

以下是對func()的一些有效調用：

func(int{});         // OK!
func(long{});        // OK!
func(bool{});        // Yes, it's OK too!
func(char{});        // Yes, it's OK too!

現在，對func()的一些無效調用：

func(double{});      // Compiler error!
func(std::string{}); // Compiler error!

編譯器還將根據您的使用情況給出干凈的錯誤消息：

注意：候選人：'模板需要 is_integral_v void func(T)'

或者

注意：候選人：'模板需要整數自動函數（T）'

或者

注意：候選人：'模板需要 Integerauto:15 auto func(auto:15)'

參考：

1. https://en.cppreference.com/w/cpp/types/is_integral