我可以从类型列表中声明模板特化吗？

Question

很确定我已经知道了这个问题的答案，但值得一试。

所以，假设我有一个类型列表：

template <typename ...Ts>
struct typelist{};

包含一些对象：

struct foo{};
struct bar{};
struct quux{};

using objects = typelist<foo, bar, quux>;

现在我有一个模板化的 class (baz) 可以接受这些对象中的任何一个。但是，由于代码库大小和编译时间，我想在 cpp 文件中实现我的模板化方法。

所以在 baz.cpp 的底部我有：

template <> class baz<foo>;
template <> class baz<bar>;
template <> class baz<quux>;

问题是我有很多像 baz 这样的 classes，并且它们使用的对象列表也在不断变化。所以...无论如何我可以保留我的单个对象类型列表并在每个 baz-like 对象的 cpp 文件中使用它来专门化吗？然后，当我有一个新对象时，我所要做的就是更新我的类型列表，所有的对象文件都会重建。

Answer 1

template <> class baz<foo>; 行向前声明了一个特化而不是模板实例化，我想这就是您想要的。

我认为没有直接的方法可以做到这一点，您必须进行一些元编程。您可以使用 Boost.Preprocessor 生成所有需要的代码：

#define TYPES (foo)(bar)(quux)

using objects = typelist< BOOST_PP_SEQ_ENUM(TYPES) >;

// Generate extern template declarations in the header
#define EXTERN_TEMPLATE_BAZ(r, data, arg)\
    extern template class baz< arg >;

BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH(EXTERN_TEMPLATE_BAZ, _, TYPES)

// Generate template instantiations in the .cpp
#define TEMPLATE_BAZ(r, data, arg)\
    template class baz< arg >;

BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH(TEMPLATE_BAZ, _, TYPES)

可能有一种方法可以在没有预处理器的情况下执行此操作，但这样做会对 baz 类型施加额外的要求。重点是在必须实例化它的上下文中使用该类型，包括它的所有方法。

Answer 2

我很确定如果不使用预处理器这是不可能的。您也许能够从一个参数重建模板参数包，但您必须实际传递一个参数实例，这似乎不是最佳选择。其次，在块范围内（即在模板函数中）不允许显式模板实例化，因此无法编写显式实例化另一个模板的模板。

正如 Nir 所说，你为什么不直接使用 X Macro？

#define MY_FOREACH_TYPES(func, ...) \
  func(type1, ##_VA_ARGS__) \
  func(type2, ##_VA_ARGS__) \

#define MY_INSTANTIATE(Type, Class) \
  template <> class Class<Type>;

MY_FOREACH_TYPES(MY_INSTANTIATE, bar)

现在，当您的类型列表发生变化时，只需更新 MY_FOREACH_TYPES。

Answer 3

与普通预处理器一起工作的版本

//Header file

#define BAZ_OBJS \
    BAZ_BEGIN   foo \
    BAZ_AND     bar \
    BAZ_AND     quux \
    BAZ_END

#define BAZ_BEGIN
#define BAZ_AND ,
#define BAZ_END 
using objects = typelist<BAZ_OBJS>;
#undef BAZ_BEGIN
#undef BAZ_AND
#undef BAZ_END

#define BAZ_BEGIN BAZ_EXTERN template class baz<
#define BAZ_END >;
#define BAZ_AND BAZ_END BAZ_BEGIN

#ifdef MY_IMPLEMENTATION_CPP  //cpp should define it before including the header file
#define BAZ_EXTERN
#else
#define BAZ_EXTERN extern
#endif

BAZ_OBJS

Answer 4

首先要做的事情是：显式 class 模板实例化的正确语法是

template class baz<foo>;
template class baz<bar>;
template class baz<quux>;

不是 template <> class baz<foo>，它是显式 class 模板特化（前向声明）。

一种可能是实例化一个看起来像这样的class

template <template <typename> class T, typename... Args>
class for_each_class : T<Args>...
{
};

// Instantiate
template class for_each_class<baz, foo, bar, quux>;

这将强制 baz<foo>、baz<bar>、baz<quux> 的隐式实例化。好吧，但是您想从 typelist 创建它。 typelist 是一个已经专门化的模板，在 C++ 中无法通过 "outside world of typelist".

中的 typelist 中的模板参数进行迭代

另一种可能是使用宏，但即使在宏中你也不能使用原来的 typelist。我会得出结论，你的问题没有解决给定 typelist.

作为解决方案，如果可能的话，我会在编译器上保留模板实例化。在这种情况下，未使用的模板不会被实例化。编译速度慢是由于 meta-programs are specified.

的方式

Answer 5

这样就可以了。最终只有一种（或none）类型的类型列表的专业化。

template <typename Head, typename ...Tail>
struct typelist{
    typedef baz<Head> head_t;
    typedef typelist<Tail...> tail_t;
};

我可以从类型列表中声明模板特化吗？

Can I declare a template specialization from a typelist?

c++

templates

metaprogramming

template-specialization