专门化模板别名的最佳方法(或解决方法)

2024-05-25

我目前正在实现一个基于元编程的小型编译时计算库。

如果已经为运算符定义了一个基类,它有一个结果 typedef (我决定使用积分包装器,例如std::integral_constant作为值而不是原始整数值,以在库中提供统一的接口),以及一个 n 元运算符基类,用于检查运算符是否至少有一个操作数:

template<typename RESULT>
struct operator
{
    using result = RESULT;
};

template<typename RESULT , typename... OPERANDS>
struct nary_operator : public operator<RESULT>
{
    static_assert( sizeof... OPERANDS > 0 , "An operator must take at least one operand" );
};

所以我为一元和二元运算符定义了别名:

template<typename OP , typename RESULT>
using unary_operator = nary_operator<RESULT , OP>;

template<typename LHS , typename RHS , typename RESULT>
using binary_operator = nary_operator<RESULT , LHS , RHS>;

该运算符接口用于将自定义运算符定义为别名,例如下面的比较运算符:

template<typename LHS , typename RHS>
using equal = binary_operator<LHS,RHS,bool_wrapper<LHS::value == RHS::value>>;

template<typename LHS , typename RHS>
using not_equal = logical_not<equal<LHS,RHS>>;

template<typename LHS , typename RHS>
using less_than = binary_operator<LHS,RHS,bool_wrapper<LHS::value < RHS::value>>;

template<typename LHS , typename RHS>
using bigger_than = less_than<RHS,LHS>;

template<typename LHS , typename RHS>
using less_or_equal = logical_not<bigger_than<LHS,RHS>>;

template<typename LHS , typename RHS>
using bigger_or_equal = logical_not<less_than<LHS,RHS>>;

现在假设我们想为我们自己的类实现自定义相等运算符。例如:

template<typename X , typename Y , typename Z>
struct vec3
{
    using x = X;
    using y = Y;
    using z = Z;
}; 

如果相等运算符是在继承时创建的,而不是别名,则可以通过模板专门化轻松完成:

//Equality comparator implemented through inheritance:
template<typename LHS , typename RHS>
struct equal : public binary_operator<LHS,RHS,bool_wrapper<LHS::value == RHS::value>> {};

//Specialization of the operator for vec3:

template<typename X1 , typename Y1 , typename Z1 , typename X2 , typename Y2 , typename Z2>
struct equal<vec3<X1,Y1,Z1>,vec3<X2,Y2,Z2>> : public binary_operator<vec3<X1,Y1,Z1>,vec3<X2,Y2,Z2> , bool_wrapper<X1 == X2 && Y1 == Y2 && Z1 == Z2>> {}; 

我知道模板别名不能专门化 https://stackoverflow.com/questions/6622452/alias-template-specialisation.
我的问题是:有没有一种方法,不是使用继承设计而不是模板别名,来专门化这种模板别名?


我用来专门化模板别名(或提供递归别名)的模式是拥有一个相应的 _impl 结构。例如:

template <typename T>
struct my_alias_impl { /* def'n */ };

template <>
struct my_alias_impl<int> { /* alternate def'n */ };

template <typename T>
using my_alias = my_alias_impl<T>;

用户必须专门研究 my_alias_impl,但公共接口的其余部分仍然干净。

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