Передача переменных параметров в уже шаблонно-переменную функцию - PullRequest
0 голосов
/ 12 мая 2018

Название плохое, но я не мог придумать ничего лучшего. Не стесняйтесь менять его.

Вот шаблон класса многомерного массива, над которым я сейчас работаю. Я пытаюсь максимально оптимизировать его:

#include <array>

template <typename T, std::size_t... Dimensions>
class multidimensional_array
{
    public:

        using value_type = T;
        using size_type = std::size_t;

    private:

        template<typename = void>
        static constexpr size_type multiply(void)
        {
            return 1u;
        }

        template<std::size_t First, std::size_t... Other>
        static constexpr size_type multiply(void)
        {
            return First * multidimensional_array::multiply<Other...>();
        }

    public:

        using container_type = std::array<value_type, multidimensional_array::multiply<Dimensions...>()>;
        using reference = value_type &;
        using const_reference = value_type const&;
        using iterator = typename container_type::iterator;

    private:

        container_type m_data_array;

        template<typename = void>
        static constexpr size_type linearise(void)
        {
            return 0u;
        }

        template<std::size_t First, std::size_t... Other>
        static constexpr size_type linearise(std::size_t index, std::size_t indexes...)
        {
            return multidimensional_array::multiply<Other...>()*index + multidimensional_array::linearise<Other...>(indexes);
        }

    public:

        // Constructor
        explicit multidimensional_array(const_reference value = value_type {})
        {
            multidimensional_array::fill(value);
        }

        // Accessors
        reference operator()(std::size_t indexes...)
        {
            return m_data_array[multidimensional_array::linearise<Dimensions...>(indexes)];
        }

        const_reference operator()(std::size_t indexes...) const
        {
            return m_data_array[multidimensional_array::linearise<Dimensions...>(indexes)];
        }

        // Iterators
        iterator begin()
        {
            return m_data_array.begin();
        }

        iterator end()
        {
            return m_data_array.end();
        }

        // Other
        void fill(const_reference value)
        {
            m_data_array.fill(value);
        }
};

Моя основная функция

int main(void)
{
    multidimensional_array<int, 2u, 3u, 4u, 5u, 6u> foo;
    int k = 0;

    for (auto& s : foo)
        s = k++;

    //std::cout << foo(0u, 0u, 0u, 1u, 0u) << std::endl;
    return 0;
}

Приведенный выше код компилятора без предупреждения / ошибки. Как только я раскомментирую часть std::cout, я получаю следующее:

g++-7 -std=c++17 -o foo.o -c foo.cpp -Wall -Wextra -pedantic
foo.cpp: In instantiation of ‘multidimensional_array<T, Dimensions>::value_type& multidimensional_array<T, Dimensions>::operator()(std::size_t, ...) [with T = int; long unsigned int ...Dimensions = {2, 3, 4, 5, 6}; multidimensional_array<T, Dimensions>::reference = int&; multidimensional_array<T, Dimensions>::value_type = int; std::size_t = long unsigned int]’:
foo.cpp:99:37:   required from here
foo.cpp:60:72: error: no matching function for call to ‘multidimensional_array<int, 2, 3, 4, 5, 6>::linearise<2, 3, 4, 5, 6>(std::size_t&)’
    return m_data_array[multidimensional_array::linearise<Dimensions...>(indexes)];
                        ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~
foo.cpp:38:30: note: candidate: template<class> static constexpr multidimensional_array<T, Dimensions>::size_type multidimensional_array<T, Dimensions>::linearise() [with <template-parameter-2-1> = <template-parameter-1-1>; T = int; long unsigned int ...Dimensions = {2, 3, 4, 5, 6}]
   static constexpr size_type linearise(void)
                              ^~~~~~~~~
foo.cpp:38:30: note:   template argument deduction/substitution failed:
foo.cpp:60:72: error: wrong number of template arguments (5, should be at least 0)
    return m_data_array[multidimensional_array::linearise<Dimensions...>(indexes)];
                        ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~
foo.cpp:44:30: note: candidate: template<long unsigned int First, long unsigned int ...Other> static constexpr multidimensional_array<T, Dimensions>::size_type multidimensional_array<T, Dimensions>::linearise(std::size_t, std::size_t, ...) [with long unsigned int First = First; long unsigned int ...Other = {Other ...}; T = int; long unsigned int ...Dimensions = {2, 3, 4, 5, 6}]
   static constexpr size_type linearise(std::size_t index, std::size_t indexes...)
                              ^~~~~~~~~
foo.cpp:44:30: note:   template argument deduction/substitution failed:
foo.cpp:60:72: note:   candidate expects 2 arguments, 1 provided
    return m_data_array[multidimensional_array::linearise<Dimensions...>(indexes)];
                        ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~
Makefile:17: recipe for target 'foo.o' failed
make: *** [foo.o] Error 1

И теперь я знаю почему. У меня вопрос, как я могу исправить linearise, чтобы он мог пройти indexes без прохождения va_list и тому подобное? К сожалению, linearise уже является шаблоном с переменной формой, поэтому я не могу использовать переменные шаблонные махинации в этом отношении.

Ответы [ 3 ]

0 голосов
/ 12 мая 2018

Мой подход аналогичен этому этому ответу , за исключением того, что вместо использования std::tuple для хранения списка типов я определяю свой собственный тип size_t_pack для хранения (время компиляции) список size_t.

using std::size_t;

template<size_t... values>
struct size_t_pack{};

template<size_t first_value,size_t... rest_values>
struct size_t_pack<first_value,rest_values...>{
    static constexpr size_t first=first_value;
    using rest=size_t_pack<rest_values...>;
    static constexpr size_t product=first*rest::product;
};

template<>struct size_t_pack<>{
    static constexpr size_t product=1;
};

Определяет членов: first, rest (в случае, если они не пустые) и product (поскольку невозможно специализировать функцию с использованием шаблонов аргумента шаблона, насколько я знаю, другой выбор состоит в том, чтобы if constexpr и выполните проверку поддержки типов для empty)

С этим легко определить функцию linearize:

template<class dimensions,class... SizeTs>
static constexpr size_type linearise(std::size_t index, SizeTs... indices)
{
    using restDimensions=typename dimensions::rest;
    return restDimensions::product *index + 
    multidimensional_array::linearise<restDimensions>(indices...);
}

Использование std::tuple для хранения списка типов (SizeTs) также возможно, хотя, насколько я знаю, все еще требуется частичная специализация структуры.

0 голосов
/ 12 мая 2018

Как и в предыдущем вопросе проблема в том, что следующие подписи

template<std::size_t First, std::size_t... Other>
static constexpr size_type linearise(std::size_t index,
                                     std::size_t indexes...)

reference operator()(std::size_t indexes...)

const_reference operator()(std::size_t indexes...) const

- это не то, что вы имеете в виду (indexes переменный список std::size_t), но в точности эквивалентны

template<std::size_t First, std::size_t... Other>
static constexpr size_type linearise(std::size_t index,
                                     std::size_t indexes,
                                     ...)

reference operator()(std::size_t indexes, ...)

const_reference operator()(std::size_t indexes, ...) const

, где indexes - это единственный std::size_t, за которым следует необязательная последовательность аргументов в стиле C.

Простое решение (вы пометили C ++ 17, но доступно начиная с C ++ 11) основано на использовании шаблонов с переменными числами.

Например, следующим образом

template <std::size_t First, std::size_t ... Other, typename ... Ts>
static constexpr size_type linearise (std::size_t index,
                                      Ts ... indexes)
 { return multidimensional_array::multiply<Other...>() * index
        + multidimensional_array::linearise<Other...>(indexes...); }

  // Accessors
  template <typename ... Ts>
  reference operator() (Ts ... indexes)
   { return m_data_array[
        multidimensional_array::linearise<Dimensions...>(indexes...)]; }

  template <typename ... Ts>
  const_reference operator() (Ts ... indexes) const
   { return m_data_array[
        multidimensional_array::linearise<Dimensions...>(indexes...)]; }

Ниже приведен код, модифицированный и компилируемый

#include <array>
#include <iostream>

template <typename T, std::size_t ... Dimensions>
class multidimensional_array
 {
   public:
      using value_type = T;
      using size_type  = std::size_t;

   private:
      template <typename = void>
      static constexpr size_type multiply ()
       { return 1u; }

      template <std::size_t First, std::size_t ... Other>
      static constexpr size_type multiply(void)
       { return First * multidimensional_array::multiply<Other...>(); }

   public:
      using container_type  = std::array<value_type,
               multidimensional_array::multiply<Dimensions...>()>;
      using reference       = value_type &;
      using const_reference = value_type const &;
      using iterator        = typename container_type::iterator;

   private:
      container_type m_data_array;

      template <typename = void>
      static constexpr size_type linearise ()
       { return 0u; }

      template <std::size_t First, std::size_t ... Other, typename ... Ts>
      static constexpr size_type linearise (std::size_t index,
                                            Ts ... indexes)
       { return multidimensional_array::multiply<Other...>() * index
              + multidimensional_array::linearise<Other...>(indexes...); }

   public:
      // Constructor
      explicit multidimensional_array (const_reference value = value_type{})
       { multidimensional_array::fill(value); }

      // Accessors
      template <typename ... Ts>
      reference operator() (Ts ... indexes)
       { return m_data_array[
            multidimensional_array::linearise<Dimensions...>(indexes...)]; }

      template <typename ... Ts>
      const_reference operator() (Ts ... indexes) const
       { return m_data_array[
            multidimensional_array::linearise<Dimensions...>(indexes...)]; }

      // Iterators
      iterator begin ()
       { return m_data_array.begin(); }

      iterator end ()
       { return m_data_array.end(); }

      // Other
      void fill (const_reference value)
       { m_data_array.fill(value); }
 };

int main ()
 {
   multidimensional_array<int, 2u, 3u, 4u, 5u, 6u> foo;

   int k{ 0 };

   for ( auto & s : foo )
      s = k++;

   std::cout << foo(0u, 0u, 0u, 1u, 0u) << std::endl;
 }

Бонусное предложение.

Вы пометили C ++ 17, чтобы вы могли использовать «сворачивание».

Таким образом, вы можете заменить пару multiply() шаблонных функций

  template <typename = void>
  static constexpr size_type multiply ()
   { return 1u; }

  template <std::size_t First, std::size_t ... Other>
  static constexpr size_type multiply ()
   { return First * multidimensional_array::multiply<Other...>(); }

с одним сложенным

  template <std::size_t ... Sizes>
  static constexpr size_type multiply ()
   { return ( 1U * ... * Sizes ); } 
0 голосов
/ 12 мая 2018

Вам нужно сделать индексы пакетом параметров, сделав функцию operator() шаблоном, и разверните пакет параметров, когда вы его используете, добавив ... впоследствии:

    template <class... DimensionType>
    const_reference operator()(DimensionType... indexes) const
    {
        return m_data_array[multidimensional_array::linearise<Dimensions...>(indexes...)];
    }

См .: расширение пакета параметров

Код по-прежнему не будет компилироваться из-за аналогичной проблемы в linearize(), но это приведет вас на правильный путь.

...