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比尔盖子
Asked: 2023-12-17 10:02:06 +0800 CST

您可以使用花括号初始化列表作为（默认）模板参数吗？

  • 772

我需要定义一个接受多个 3D 坐标作为参数的 C++ 模板。当这些坐标的所有维度都定义为单独的整数变量时，参数列表将变得非常长 - 3 个坐标需要 9 个参数，这使得模板难以使用。

因此，非常希望以使用编译时数组的方式声明模板。它们的默认参数也应该直接在模板声明的位置声明为值，而不是变量名。

经过一些实验，令我惊讶的是，我发现 GCC 13 将接受以下 C++ 程序std=c++20：

#include <cstdio>
#include <array>

template <
    std::array<int, 3> offset = {0, 0, 0}
>
struct Array
{
    void operator() (int i, int j, int k) 
    {
        printf("(%d, %d, %d)\n", i + offset[0], j + offset[1], k + offset[2]);
    }
};

int main(void)
{
    Array arr_default;
    arr_default(0, 0, 0);

    Array<{1, 1, 1}> arr;
    arr(0, 0, 0);

    return 0;
}

然而，clang 18 拒绝使用braced-init-list，因为它无效：

test2.cpp:5:30: error: expected expression
    5 |         std::array<int, 3> offset = {0, 0, 0}
      |                                     ^
test2.cpp:17:8: error: no viable constructor or deduction guide for deduction of template arguments of 'Array'
   17 |         Array arr_default;
      |               ^
test2.cpp:7:8: note: candidate template ignored: couldn't infer template argument 'offset'
    7 | struct Array
      |        ^
test2.cpp:7:8: note: candidate function template not viable: requires 1 argument, but 0 were provided
    7 | struct Array
      |        ^~~~~
test2.cpp:20:8: error: expected expression
   20 |         Array<{1, 1, 1}> arr;
      |               ^
3 errors generated.

问题

  1. 它真的是合法的C++程序吗？如果是，我应该使用什么语法来说服 clang 接受它？如果不是，我是否应该报告 GCC 错误以毫无疑问地接受它？

  2. 是否有替代且更兼容的方式来实现我的目标？std::array不必使用，任何其他具有同等效果的方法也可以。

c++

2 个回答

  1. Best Answer

    问题

    这是CWG 2450和/或CWG 2049，尽管当前语法不允许这样做，但由于下述原因建议允许/有效。这意味着，Gcc 只是抢先允许语法。来自 CWG 2450：

    由于非类型模板参数现在可以具有类类型，因此允许花括号初始化列表作为模板参数似乎是有意义的，但语法不允许这样做。

    （强调我的）

    如果您想知道当前语法如何不允许这样做，来自temp.name#1：

    template-argument:
    constant-expression
    type-id
    id-expression

    并且由于不是上面列出的三个构造中的任何一个，因此根据当前语法{1, 1, 1}规则，它不能用作模板参数。

    是否有替代且更兼容的方式来实现我的目标？

    解决方案

    您可以在花括号初始化列表之前显式编写，std::array如下所示：

    #include <cstdio>
#include <array>

template <
//------------------------------vvvvvvvvvv----------->added this
    std::array<int, 3> offset = std::array{0, 0, 0}
>
struct Array
{
    void operator() (int i, int j, int k) 
    {
        printf("(%d, %d, %d)\n", i + offset[0], j + offset[1], k + offset[2]);
    }
};

int main(void)
{
    Array arr_default;
    arr_default(0, 0, 0);
//--------vvvvvvvvvv------------------->added this
    Array<std::array{1, 1, 1}> arr;
    arr(0, 0, 0);

    return 0;
}

    笔记

    另请注意，clang trunk也开始接受该程序，而 gcc 和 msvc 已经从早期版本接受了该程序。

    • 11

  2. 在当前的 C++ 中，我希望你的代码看起来像这样：

    #include <iostream>
#include <format>
#include <vector>

// using namespace std; <== unlearn to use this (risk of nameclashes in big projects)

// this is how you declare a structure/class template
template<typename type_t> 
struct vector_3d_t
{
    type_t x;
    type_t y;
    type_t z;
};

// make new strong types (don't use `using` for this)
struct position_3d_t : public vector_3d_t<int> {};
struct velocity_3d_t : public vector_3d_t<int> {};

position_3d_t update(const position_3d_t& position, const velocity_3d_t& velocity)
{
    return position_3d_t 
    { 
        position.x + velocity.x,
        position.y + velocity.y,
        position.z + velocity.z 
    };
}

// Overload operator<< so ostreams (like std::cout) know
// how to format one vector_3d_t
template <typename type_t>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const vector_3d_t<type_t>& vector)
{
    os << std::format("[{},{},{}]", vector.x, vector.y, vector.x );
    return os;
}


int main()
{
    // C++'s vector which is dynamically resizable array
    // and this is how you can initialize multiple positios 
    // in a few lines of code. 
    std::vector<position_3d_t> positions
    {{
        {1,1,1}, 
        {2,2,2}, 
        {3,3,3}
    }};

    // learn about range base for loops 
    // and use them when you don't need indices
    for(const auto& position : positions)
    {
        std::cout << position << "\n";
    }
}
    • -2

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