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类型选择

意图

根据编译时布尔值或谓词在编译时选择类型。

动机

能够根据编译时已知的信息做出决策是一个强大的元编程工具。 编译时可以做出的决策之一是决定类型，即类型选择可能根据谓词的结果而有所不同。

例如，考虑一个作为类模板实现的队列抽象数据类型 (ADT)，它保存 Ts 的静态数组，队列的最大容量作为模板参数传递。 Queue 类还需要存储其中存在的元素数量，从零开始。 这种队列类的可能优化可能是使用不同类型来存储大小。 例如，当队列的最大容量小于 256 时，可以使用无符号字符，如果容量小于 65,536，可以使用无符号短整型来存储大小。 对于更大的队列，使用无符号整型。 类型选择惯用法可用于实现这种编译时决策制定。

解决方案和示例代码

实现类型选择惯用法的简单方法是IF 模板。 IF 模板接受三个参数。 第一个参数是编译时布尔条件。 如果布尔条件计算结果为true，则选择传递给 IF 模板的第二个类型，否则选择第三个类型。 类型选择惯用法包含一个主模板和一个部分特化，如下所示。

template <bool, class L, class R>
struct IF  // primary template
{
  typedef R type; 
};
 
template <class L, class R>
struct IF<true, L, R> // partial specialization
{
  typedef L type; 
};
 
IF<false, int, long>::type i; // is equivalent to long i;
IF<true,  int, long>::type i; // is equivalent to int i;

我们现在使用类型选择惯用法来实现上面提到的队列大小优化。

template <class T, unsigned int CAPACITY>
class Queue 
{
  T array[CAPACITY];
  typename IF<(CAPACITY <= 256), 
      unsigned char, 
      typename IF<(CAPACITY <= 65536), 
                  unsigned short, 
                  unsigned int
                 >::type
    >::type size;
  // ...
};

Queue 类模板声明 Ts 的一个数组。 size 数据成员的类型取决于使用IF 模板执行的两个比较的结果。 请注意，这些比较不是在运行时执行，而是在编译时执行。

已知用法

• Boost.MPL 库
• std::conditional

相关惯用法

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