如何在 C++17 中强制模板和模板模板参数之间的约束

Question

我有以下编译代码（GCC7、C++17）：

template<typename T>
struct NDArrayHostAllocatorNew
{
    static T* allocate(std::size_t size) {
        return new T[size];
    }

    static void deallocate(const T* ptr){
        delete [] ptr;
    }
};

template<typename T, template<typename TT> typename Alloc>
class NDArrayHost
{
public:
    typedef Alloc<T> allocator_type;
    NDArrayHost(std::size_t size);
private:
    T* m_data;
};

template<typename T, template<typename TT> typename Alloc>
NDArrayHost<T, Alloc>::NDArrayHost(std::size_t size)
{
    m_data = allocator_type::allocate(size);
}

这是我的问题：

如果我使用 T 而不是 TT，我会得到一个 T 遮盖另一个的错误。好吧，但就我而言，我希望 T 与 TT 相同。我该如何执行？我想我可以以某种方式使用 std::enable_if 和 std::is_same 吗？但在那种情况下，代码会变得太毛茸茸了。有没有更简单的解决方案？
我几乎看不到带有模板模板参数的代码。我是否在做一些不被认为是好的做法？
我不太喜欢这个解决方案的语法。有没有更好的方法来做同样的事情，但使用 cleaner/simpler 代码？
虽然带有模板模板参数的代码很丑陋，但很容易理解这段代码的作用：它只是允许用户指定 his/her 自己的内存分配机制对于 NDArrayHost 个对象。尽管这符合整个 different/separate 问题的条件：如果您认为我完全错误地解决了这个问题，请随时为我指出更好的解决方案（只要不是像 Thrust 那样非常复杂）。

Answer 1

一种方法是根据类型 T 和 Alloc 声明基本模板，然后只提供合法的偏特化。

#include <cstddef>
#include <memory>

template<typename T>
struct NDArrayHostAllocatorNew
{
    static T* allocate(std::size_t size) {
        return new T[size];
    }

    static void deallocate(const T* ptr){
        delete [] ptr;
    }
};

/*
 * declare the base template in terms of T and allocator
 */
template<typename T, typename Alloc>
class NDArrayHost;

/*
 * only provide legal specialisations
 */
template<class T, template<class> class Alloc>
class NDArrayHost<T, Alloc<T>>
{
public:
    typedef Alloc<T> allocator_type;
    NDArrayHost(std::size_t size);
private:
    T* m_data;
};

template<class T, template<class> class Alloc>
NDArrayHost<T, Alloc<T>>::NDArrayHost(std::size_t size)
{
    m_data = allocator_type::allocate(size);
}

如果我们愿意，我们可以添加一个专门化以在 T 不匹配时提供诊断：

/* specifically disallow illegal specialisations */
template<class T, class U, template<class> class Alloc>
class NDArrayHost<T, Alloc<U>>
{
    static_assert(std::is_same<T, U>(), "meh");
};

正在测试...

int main()
{
    NDArrayHost<int, NDArrayHostAllocatorNew<int>> h(10);

    // fails with static assert
    // NDArrayHost<int, NDArrayHostAllocatorNew<double>> h2(10);
}

如何在 C++17 中强制模板和模板模板参数之间的约束

How to enforce constraints between template and template template parameters in C++17

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