递归模板定义

Question

我有一个递归模板定义(我只是组成了这个术语).我认为代码更好地解释了它.

template<typename X>
class Domain
{
    public:
        X begin;
        X end;

        Domain(
            X _begin, 
            X _end)
            : begin(_begin)
            , end(_end)
        {
            // ...
        }

        bool Contains(
           const X& t) const
        {
            // ...
        }
};

template<typename X, typename Y>
class IFunction
{
    public:
        Domain<X> myDomain;

    public:
        IFunction(
            const Domain<X>& dom)
            : myDomain(dom)
        {

        }

        virtual Y
        Calc(
            const X& IV) const = 0;

        virtual IFunction<X, Y>*
        GetDerivative() const = 0;
};

template<typename X, typename Y, int n>
class NthOrderFunction
    : public IFunction<X, Y>
{
    public:
        double coeffs[n+1];

    public:
        NthOrderFunction(
            const Domain<X>& dom,
            ... )
            : IFunction(dom)
        {

        }

        virtual Y
        Calc(
            const X& IV) const
        {
            // temporary compile solution
            return Y();
        }

        virtual IFunction<X, Y>*
        GetDerivative() const
        {
            if ( n > 1 )
            {
                return new NthOrderFunction<X, Y, n-1>(dom, ...);
            }
            return new FlatLine<X, Y>(dom);
        }
};

我拿出了很多继承和其他关系来保持它的可读性,简单性和神秘性.因此,编辑代码时可能会遇到新的拼写错误,但请忽略它.代码已经运行了好几年,我唯一的问题就是我要指出的问题.

我最近添加了一个"GetDerivative"函数,它在NthOrderFunction类中的实现给了我一些问题.我知道模板类是在编译之前定义的,但是在预处理之后定义.因此,我无法看到如何使此功能工作.每个带模板参数n的NthOrderFunction都需要带模板参数n-1的NthOrderFunction.你可以看到这是一个问题.问题是,即使n在使用中永远不会是负数,但我没有做任何编码,也会说服"模板定义引擎"不打扰n <1的实例;

有没有人遇到任何问题？你提出了什么解决方案？

Answer 1

这与模板元编程101示例 - 阶乘相同,只是内容稍微复杂一些.

template<int N> struct factorial { enum { value = N * factorial<N-1>::value }; };

而且你需要相同的解决方案 - 基础案例的专业化.

template<> struct factorial<1> { enum { value = 1 }; };

你的是部分的而不是满的,但它仍然有效.

Answer 2

添加如下内容：

template<typename X, typename Y>
class NthOrderFunction<X, Y, 1>
    : public IFunction<X, Y>
{
    public:
        double coeffs[n+1];

    public:
        NthOrderFunction(
            const Domain<X>& dom,
            ... )
            : IFunction(dom)
        {

        }

        virtual Y
        Calc(
            const X& IV) const
        {
            // temporary compile solution
            return Y();
        }

        virtual IFunction<X, Y>*
        GetDerivative() const
        {
            return new FlatLine<X, Y>(dom);
        }
};

并从递归案例中删除 n==1 案例。

作为建议，获取一些有关模板元编程的书籍或教程等。基本技术之一是以这种方式在模板中使用递归。严格来说，这还不是元编程，它只是递归模板。这本书/教程将解释更高级的技巧是如何工作的，您可以在扩展此内容时使用它们来获益。

这样做的原因是，原始版本仍然会将编译时“if”扩展为运行时代码（永远不会被执行）。该代码用不存在的情况替换了可以编译出来的一种情况，因此没有无限递归的选项。