应用于模板的 CRTP class

Question

让我们考虑一个 CRTP 模板 class Print，它旨在打印派生的 class:

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;
};

因为我想根据派生的 class 专门化打印，就像我们可以通过覆盖来做到这一点一样，我还没有实现该方法。

我们可以包装一个整数，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;
}

到目前为止一切正常，现在假设我想打印包装的通用版本：

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>>;
};

如果我使用 Wrapper 的专门化来专门化我的 print 方法，它会编译并运行：

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

但是如果我想说"for all specializations of Wrapper, do that"，那是行不通的：

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

如果我运行这个主要功能如下：

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 class 进行完全专业化？

Answer 1

只要你小心一点，你就可以用一些迂回的方式来做到这一点。

Live Demo

您的 Print class 将依赖另一个 class PrintImpl 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");
    }
};

您将针对您的 Wrapper class:

部分专门化此 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 class 创建 PrintImpl 的实例并调用 operator():

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

只要在实际实例化 Print class.

的实例之前声明您的专业化，此方法就有效

您还可以为您的 Integer class 完全特化 PrintImpl<T>::operator() 而无需编写 class 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;
}

应用于模板的 CRTP class

CRTP applied on a template class

c++

c++11

crtp

Live Demo