使用可变参数模板创建静态数组

Question

stackoverflow上有一个答案(我似乎无法再找到它),它演示了如何在C++ 11中使用可变参数模板在编译时创建静态数组:

template <class T, T... args> 
struct array_
{
    static const T data[sizeof...(args)];
};

template <class T, T... args> 
const T array_<T, args...>::data[sizeof...(args)] = { args... };

可以提供递归元函数以array_使用任意数量的参数进行实例化,然后将这些参数在编译时复制到内部数组中.这是创建元函数以在编译时生成常量数组的有用方法.

但是,一个问题是它依赖于类模板参数来获取填充数组的实际值.这导致一个主要限制:只有积分常数可以用作值模板参数.因此,您无法使用此技术生成自定义类型的数组.

我试着想办法解决这个限制,但不能提出任何建议.有没有办法让这种技术适用于非积分常数？

Answer 1

好吧,您确实可以使用自定义类型(即类)实例填充静态数组,前提是它们可以从整数类型构建(或者可以提供的任何其他类型作为非模板参数,我不会在此枚举).

请看一下下面的例子,我相信这很清楚,可以自我解释:

#include <iostream>

template<typename T>
class my_class
{
    public:
        my_class(T)
        {
            //construct
        }

        void print_something()
        {
            std::cout << "something\n";
        }
};

template<class C, class T, T ... args>
struct array_
{
        static C data[sizeof...(args)];
};

template<class C, class T, T ... args>
C array_<C, T, args...>::data[sizeof...(args)] = {C(args)...};

int main()
{
    array_<my_class<int> , int, 1, 200, 0, 42>::data[2].print_something();
}

注意:在GCC 4.6下编译得很好

Answer 2

非类型模板参数也可以是指针或引用，只要它们指向或引用具有外部链接的对象。

template<typename T, T& t>
struct ref {
    static T&
    get() { return t; }
};

int i = 0;
int& ri = ref<int, i>::get(); // ok

static int j = 0;
int& rj = ref<int, j>::get(); // not ok

const int jj = 0; // here, const implies internal linkage; whoops
const int& rjj = ref<const int, jj>::get(); // not ok

extern const int k = 0;
const int& rk = ref<const int, k>::get(); // ok

namespace {
int l = 0;
}
int& rl = ref<int, l>::get(); // ok, and l is specific to the TU

我不认为你真的想用外部引用来初始化元素，因为这最终会导致对象数量增加两倍。您可以从文字初始化数组的元素，但不幸的是您不能使用字符串文字作为模板参数。因此，您需要众所周知的间接层：这很痛苦，因为数组或数组引用不能出现在模板参数列表中（我想这就是字符串文字不能出现的原因）：

// Not possible:
// const char* lits[] = { "Hello, ", "World!" };
// lit accepts const char*&, not const char*
// typedef array_<T, lit<lits[0]>, lit<lits[1]>, int_<42> > array;

// instead, but painful:
const char* hello = "Hello";
const char* world = "World!";
typedef array_<T, lit<hello>, lit<world>, int_<42> > array;
/*
 * here array::data would be an array of T, size 3,
 * initialized from { hello, world, 42 }
 */

我看不出如何在没有 C++0x's 的情况下避免动态初始化constexpr，即使这样也有限制。使用某种元组构建复合初始值设定项（例如从 初始化{ { hello, world, 42 }, ... }）作为练习。但这里有一个例子。