嵌套模板如何在 C++ 中解析？

Question

我最近问了一个关于在编译时确定迭代器是否指向复数值的问题，并得到了一个有效的答案。

问题在这里：

解决方案是一组模板，用于确定一个模板是否是另一个模板的特化：

template <class T, template <class...> class Template>
struct is_specialization : std::false_type {};

template <template <class...> class Template, class... Args>
struct is_specialization<Template<Args...>, Template> : std::true_type {};

这确实有效，但我真的很难理解它是如何工作的。特别是 template 中的嵌套 template 让我感到困惑。我对使用可变参数模板还很陌生，使用没有提供类型的可变参数模板似乎很奇怪，例如：<class...> 而不是这样的 <class... Args>.

有人可以分解这个模板并描述它是如何解决的吗？

Answer 1

你要数一数模板参数的三种类型：

1) 类型

2) 非类型（或值）

3) 模板模板

第一种前面有typename（或class）

template <typename T>
void foo (T const & t);

在前面的示例中，T 是一个类型，t（一个 class 函数参数）是一个 T.[=48= 类型的值]

第二类模板参数是值，前面是值的类型（或 auto，从 C++17 开始，对于未指定的类型）

template <int I>
void bar ()
 { std::cout << I << std::endl; }

在前面的示例中，I 模板参数是 int.

类型的值

第三种解释起来最复杂

你知道（我想）std::vector<int> 和 std::vector<double> 是不同的类型，但它们有共同点 std::vector，一个模板 class.

模板模板参数是接受 std::vector 的参数，模板 class 不带参数。

模板模板参数前面有一个template关键字，如下例

template <template <int> class C>
void baz ();

前面示例中的模板模板参数 C 是需要单个 int（值）模板参数的 class（或结构）。

所以如果你有 class

template <int I>
class getInt
 { };

您可以将 getInt 作为模板参数传递给 baz()

baz<getInt>();

现在您应该能够理解您的代码了：

template <class T, template <class...> class Template>
struct is_specialization : std::false_type {};

is_specialization 结构是一个模板结构，作为模板参数接收一个类型 (T) 和一个接受 classes/structs 接收的模板模板 Template可变数量的类型模板参数。

现在你的专长是is_specialization:

template <template <class...> class Template, class... Args>
struct is_specialization<Template<Args...>, Template> : std::true_type {};

当第一个模板参数 (Template<Args...>) 是基于第二个模板参数 (Template) 的 class 时，选择此专业化。

一个例子：如果你实例化

is_specialization<std::vector<int>, std::map>

选择主要版本（继承自 std::false_type）因为 std::vector<int> 不是基于 std::map。

但是如果你实例化

is_specialization<std::vector<int>, std::vector>

选择专业化（从 std::true_type 继承）是因为 std::vector<int> 基于 std::vector。

Answer 2

这是一个基于导致我脑海中出现“咔嗒”声的原因的答案，我相信如果您能遵循 max66 答案，它会更有用。如果你喜欢我，即使在阅读了这篇文章之后你仍然在这里挣扎，这是我试图解释的。

不要阅读模板的第一行

所以这个：

template <class T, template <class...> class Template>
struct is_specialization : std::false_type {};

template <template <class...> class Template, class... Args>
struct is_specialization<Template<Args...>, Template> : std::true_type {};

变成这样：

struct is_specialization : std::false_type {};

struct is_specialization<Template<Args...>, Template> : std::true_type {};

现在事情变得更简单了。我们有第一个一般情况和第二个特殊情况（编译器在可以匹配参数时首选）。我说的匹配不是什么花哨的，几乎是字面的文本匹配。

例如，如果我们这样做

is_specialization<std::vector<double>, std::set>

现在编译器将尝试匹配特殊情况。你可以想象它从字面上用 std::vector 替换 Template （如果他首先匹配第一个参数），然后失败，因为他现在期望 Template 意味着 std::vector 和在第二个参数中它是 std::set。他还将 Args... 替换为 double 但这并不重要，因为这不是不匹配的原因。

类似地，编译器可能首先尝试匹配第二个参数并得出结论 Template 必须是 std::set，然后他失败了，因为第一个参数不是 std::set<Args...>.

我认为模板的第一行不那么重要并且更容易理解，但为了完整起见，让我们回顾一下。

template <class T, template <class...> class Template>

只是表示这是一个模板，其第二个参数是模板模板参数，这是必需的，因此您可以将 std::set 之类的内容作为第二个参数传递（请注意，通常这不起作用，您需要传递某种类型的 std::set，例如 std::set<float>).

最丑的部分是第二个模板的第一行：

template <template <class...> class Template, class... Args>

如果我们还记得我们在专业化代码中所做的事情，这里又是有意义的。我们有模板模板参数 Template，并且需要 Args 只是因为我们想使用模板模板参数作为普通模板参数（作为第一个参数（Template<Args...>））。

tl;dr

忽略模板的第一行，模式匹配。

免责声明：就像我说的，这只是我向自己解释这段代码的方式，我知道普通人读到“第一行”或“模式匹配”这样的短语时会哭。

嵌套模板如何在 C++ 中解析？

How do nested templates get resolved in C++?

c++

templates

template-templates

template-meta-programming

variadic-templates