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型別選擇

意圖

根據編譯時布林值或謂詞在編譯時選擇型別。

動機

能夠根據編譯時已知的資訊做出決策是一個強大的超程式設計工具。 編譯時可以做出的決策之一是決定型別，即型別選擇可能根據謂詞的結果而有所不同。

例如，考慮一個作為類模板實現的佇列抽象資料型別 (ADT)，它儲存 Ts 的靜態陣列，佇列的最大容量作為模板引數傳遞。 Queue 類還需要儲存其中存在的元素數量，從零開始。 這種佇列類的可能最佳化可能是使用不同型別來儲存大小。 例如，當佇列的最大容量小於 256 時，可以使用無符號字元，如果容量小於 65,536，可以使用無符號短整型來儲存大小。 對於更大的佇列，使用無符號整型。 型別選擇慣用法可用於實現這種編譯時決策制定。

解決方案和示例程式碼

實現型別選擇慣用法的簡單方法是IF 模板。 IF 模板接受三個引數。 第一個引數是編譯時布林條件。 如果布林條件計算結果為true，則選擇傳遞給 IF 模板的第二個型別，否則選擇第三個型別。 型別選擇慣用法包含一個主模板和一個部分特化，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;

我們現在使用型別選擇慣用法來實現上面提到的佇列大小最佳化。

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 類模板宣告 Ts 的一個數組。 size 資料成員的型別取決於使用IF 模板執行的兩個比較的結果。 請注意，這些比較不是在執行時執行，而是在編譯時執行。

已知用法

• Boost.MPL 庫
• std::conditional

相關慣用法

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