Реализация признаков вариадического типа

вступление

Я ищу шаблон для преобразования черт типа C++ в их переменные аналоги. Методология для решения этой проблемы будет принята с благодарностью, а генеративные шаблоны программирования для автоматизации задачи будут идеальными.

пример

Возьмите следующее:

std::is_same<T, U>::value;

Я хочу написать черту, которая работает так:

std::are_same<T1, T2, T3, T4>::value;

Текущий подход

Это довольно просто реализоватьare_same; В поисках общего решения мы можем предложить инструмент для любой вариационной характеристики, реализующий универсальное количественное определение:

template<template<class,class> class F, typename...Ts>
struct Univ;

template<template<class, class> class F, typename T, typename U, typename...Ts>
struct Univ<F, T, U, Ts...>
{
    static const int value = F<T, U>::value && Univ<F, U, Ts...>::value;
};

template<template<class, class> class F, typename T>
struct Univ<F, T>
{
    static const int value = 1;
};

так что напримерare_sameможет быть написано как

Univ<is_same,int, int, int>::value

и это может применяться при создании таких черт, какare_classes,are_scalarsтак далее

обобщающий

Незначительные изменения могут дать экзистенциальное количественное определение из предыдущего фрагмента (замена && с ||) так что мы создаем такие черты, какexist_sameследующим образом:

Exist<is_same, int, double, float>::value

Вопрос

Предыдущее обобщение охватывает типовые признаки, связанные с

  • Основные типы категорий
  • Категории составного типа
  • Тип недвижимости
  • Поддерживаемые операции

Как бы я обобщил для черт типа как:

    enable_if -> enable_if_any // enable if any clause is true
                 enable_if_all // enalbe if all clauses are true
                 enable_for    // enable only for the type provided

exist_same приведенный выше пример упрощен. Есть идеи для правильной реализации?

Существуют type_traits, которые "возвращают" измененные типы. Любое предложение для масштабирования тех реализаций для произвольного числа типов?

Существуют ли type_traits, которые не масштабируются до произвольного числа аргументов типа?

Источник

3 ответа

Решение

Я не совсем понимаю, чего именно вы хотели бы достичь, но следующие помощники могут быть полезны, начиная с bool_sequence:

#include <type_traits>

// Note: std::integer_sequence is C++14,
// but it's easy to use your own version (even stripped down)
// for the following purpose:
template< bool... Bs >
using bool_sequence = std::integer_sequence< bool, Bs... >;

// Alternatively, not using C++14:
template< bool... > struct bool_sequence {};

Затем вы можете проверить, все ли или любые логические значения или установить с помощью этих:

template< bool... Bs >
using bool_and = std::is_same< bool_sequence< Bs... >,
                               bool_sequence< ( Bs || true )... > >;

template< bool... Bs >
using bool_or = std::integral_constant< bool, !bool_and< !Bs... >::value >;

они пригодятся в качестве строительных блоков для более продвинутых и специализированных черт. Например, вы можете использовать их так:

typename< typename R, bool... Bs > // note: R first, no default :(
using enable_if_any = std::enable_if< bool_or< Bs... >::value, R >;

typename< typename R, bool... Bs > // note: R first, no default :(
using enable_if_all = std::enable_if< bool_and< Bs... >::value, R >;

typename< typename T, typename... Ts >
using are_same = bool_and< std::is_same< T, Ts >::value... >;
Источник

Вдохновленные отличной идеей в ответе Дэниела Фрея, мы можем даже расширить сферу применения этих вариативных черт. Используя кортежи, мы можем применять признаки к коллекциям пакетов типов переменных вместо "только", сравнивая пакеты типов переменных с ссылочным типом.

Например, мы сможем увидеть, если типы int, int, int, float такие же типы, как int, int, int, float (так и есть!)

Для этого нам понадобятся следующие конструкции:

  • Кортежи и способ получения хвоста кортежа
  • Способ расширения bool-последовательностей путем добавления (или добавления) логических значений к нему

TL;DR

Я собрал несколько примеров в этой демонстрации.

Определение характеристик вариационной черты

Сначала мы предоставляем помощник для расширения последовательности bool по одному значению за раз:

template <bool ... Bs>
struct bool_sequence {};

template <bool b, typename T>
struct prepend_bool_seq;

template <bool b, bool ... bs>
struct prepend_bool_seq<b, bool_sequence<bs...>> {
    typedef bool_sequence<b, bs...> type;
};

Теперь немного логики в последовательностях bool (взято из других ответов)

template <typename T>
struct all_of;

template <bool ... Bs>
struct all_of<bool_sequence<Bs...>> :
    public std::is_same<bool_sequence<true, Bs...>, bool_sequence<Bs..., true>> {};

template <typename T>
struct any_of;

template <bool ... Bs>
struct any_of<bool_sequence<Bs...>> :
    public std::integral_constant<bool, !all_of<bool_sequence<!Bs...>>::value> {};

Затем мы определяем вспомогательный шаблон для доступа к хвосту кортежа:

namespace details {

// Sentinel type to detect empty tuple tails
struct null_type {};

template <typename T>
struct tuple_tail;

template <typename T>
struct tuple_tail<std::tuple<T>> {
    typedef null_type type;
};

template <typename T, typename ... Ts>
struct tuple_tail<std::tuple<T, Ts...>> {
    typedef std::tuple<Ts...> type;
};

}

Объединение конструкций

С помощью этих кубиков мы можем теперь определить apply_trait шаблон для применения заданной черты типа к нескольким спискам типов:

namespace details {

template <template <typename...> class Trait, typename ... Tuples>
struct apply_trait {
    static constexpr bool atomic_value =
                     Trait<typename std::tuple_element<0u, Tuples>::type...>::value;
    typedef typename prepend_bool_seq<atomic_value,
                     typename apply_trait<Trait,
                     typename tuple_tail<Tuples>::type...>::type>::type type;
};

template <template <typename...> class Trait, typename ... Tuples>
struct apply_trait<Trait, null_type, Tuples...> {
    typedef bool_sequence<> type;
};

}

Этот шаблон рекурсивно вычисляет последовательность bool, заданную приложением trait, снизу вверх. Теперь, имея полученную последовательность bool, мы можем выполнять логические операции над результатом с помощью помощников, определенных выше.

Далее, некоторые помощники могут воспроизвести логику вашего are_same пример для любой черты двоичного (или унарного) типа:

// Helper templates for common type traits (unary and binary)
template <template <typename> class UnaryTrait, typename ... Ts>
using apply_unary_trait = details::apply_trait<UnaryTrait, std::tuple<Ts...>>;

template <template <typename, typename> class BinaryTrait, typename Ref, typename ... Ts>
using apply_binary_trait = details::apply_trait<BinaryTrait,
                                                std::tuple<decltype(std::declval<Ts>(), std::declval<Ref>())...>,
                                                std::tuple<Ts...>>;

template <template <typename, typename> class BinaryTrait, typename Ref, typename ... Ts>
using apply_binary_trait_ref_last = details::apply_trait<BinaryTrait,
                                             std::tuple<Ts...>,
                                             std::tuple<decltype(std::declval<Ts>(), std::declval<Ref>())...>>;

Например, мы можем воспроизвести are_same дизайн, который вы воспитали для каждой бинарной черты:

template <typename Ref, typename ... Ts>
using are_same = all_of<typename apply_binary_trait<std::is_same, Ref, Ts...>::type>;

Мы также можем применить логику черт в списках. Например, учитывая два списка типов, мы можем захотеть проверить, можно ли преобразовать тип в первом списке в соответствующий ему тип во втором списке:

// int is convertible to long and char const* is convertible to std::string
std::cout << all_of<details::apply_trait<std::is_convertible,
                                         std::tuple<int, char const*>,
                                         std::tuple<long, std::string>::type>::value;
Источник

Вы также можете использовать std::conditional чтобы достичь enable_if_all а также enable_if_any:

#include <type_traits>
#include <iostream>
#include <initializer_list>
#include <string>

namespace detail
{
template <typename... Conds>
struct and_ : std::true_type {};

template <typename... Conds>
struct or_ : std::false_type {};

template <typename Cond, typename... Conds>
struct and_<Cond, Conds...>
    : std::conditional<Cond::value, detail::and_<Conds...>, std::false_type>::type {};

template <typename Cond, typename... Conds>
struct or_<Cond, Conds...>
    : std::conditional<Cond::value, std::true_type, detail::and_<Conds...>>::type {};
}

template <typename... T>
using are_all_pod = detail::and_<std::is_pod<T>...>;

template <typename... T>
using any_is_pod = detail::or_<std::is_pod<T>...>;

template <typename... Args, typename = typename std::enable_if<are_all_pod<Args...>::value>::type>
void f(Args... args)
{
  (void)std::initializer_list<int>{(std::cout << args << '\n' , 0)...};
}

template <typename... Args, typename = typename std::enable_if<any_is_pod<Args...>::value>::type>
void g(Args... args)
{
  (void)std::initializer_list<int>{(std::cout << args << '\n' , 0)...};
}

int main()
{
  std::string s = "hello";  // non pod
  //f(1, 1.2, s); // this will fail because not all types are pod
  g(1, 1.2, s);   // this compiles because there is at least one pod in argument pack 
}
Источник
Другие вопросы по тегам