模板元编程(一) Template Metaprogramming— C++ 20

在编译期进行类型操作

举个例子:

std::move在概念上应该这样实现(实际并不是这么做的):

static_cast<std::remove_reference<decltype(arg)>::type&&>(arg);

意义上,std::move首先获取它的参数arg,推断出其类型,移除引用,最后转换为右值引用,移动语义就生效了.

如何移除参数的const呢?

#include <iostream>
#include <type_traits>template <typename T>
struct removeConst
{using type = T; // (1)
};template <typename T>
struct removeConst<const T>
{using type = T; // (2)
};int main()
{std::cout << std::boolalpha;std::cout << std::is_same_v<int, removeConst<int>::type> << '\n'; // true    std::cout << std::is_same_v<int, removeConst<const int>::type> << '\n'; // true
}

std::is_same_v<int, removeConst<int>::type> 等同std::is_same<int, removeConst<int>::type>::value,其中::type表示编译器推断出来的模板类型

传入int时,应用removeConst

传入const int,应用removeConst<const T>,这样就移除了const,很好理解

Metadata

metadata是编译阶段元函数使用的数据

一共有三种类型:

• 类型参数:int,double
• 非类型参数,例如:数字类型,枚举类型…
• 模板,例如std::vector

以后会详细解释这部分内容

Metafunctions

元函数是在编译期执行的函数

元函数:

template <int a , int b>
struct Product {static int const value = a * b;
};template<typename T >
struct removeConst<const T> {using type = T;
};

函数 vs 元函数

#include <iostream>int power(const int m, const int n)
{int r = 1;for (int k = 1; k <= n; ++k) r *= m;return r;
}template <int M, int N>
struct Power
{static int const value = M * Power<M, N - 1>::value;
};template <int M>
struct Power<M, 0>
{static int constexpr value = 1;
};int main()
{std::cout << '\n';std::cout << "power(2, 10)= " << power(2, 10) << '\n';std::cout << "Power<2,10>::value= " << Power<2, 10>::value << '\n';std::cout << '\n';
}

• 参数:函数的参数在圆括号里面(...),元函数的参数在尖括号里面<...>

• 返回值:函数返回一个语句,元函数返回一个静态常量值

  以后会介绍constexpr和consteval

混合编程 Hybrid Programming

例子:

#include <iostream>template <int n>
int Power(int m)
{return m * Power<n - 1>(m);
}template <>
int Power<0>(int m)
{return 1;
}int main()
{std::cout << '\n';std::cout << "Power<0>(10): " << Power<0>(20) << '\n';std::cout << "Power<1>(10): " << Power<1>(10) << '\n';std::cout << "Power<2>(10): " << Power<2>(10) << '\n';std::cout << '\n';
}

下一篇文章介绍

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::cout << "Power<1>(10): " << Power<1>(10) << ‘\n’;
std::cout << "Power<2>(10): " << Power<2>(10) << ‘\n’;

std::cout << '\n';

}

下一篇文章介绍------[What does “::value, ::type” mean in C++? - Quora](https://www.quora.com/What-does-value-type-mean-in-C)