c++ - 使用模板模板参数时模板参数推导失败

Question

我想创建一个简单的辅助算法来填充容器，例如 std::vector<T> , 具有几何级数(第一项是 a ， n 第一项由 a * pow(r, n-1) 给出，其中 r 是给定的比率)；我创建了以下代码:

#include<vector>
#include<algorithm>
#include<iostream>

template<template <typename> class Container, typename T>
void progression(Container<T>& container, T a, T ratio, size_t N) {
  if(N > 0) {    
    T factor = T(1);  
    for(size_t k=0; k<N; k++) {
      container.push_back(a * factor);
      factor *= ratio;
    }
  }
}

int main() {
  std::vector<double> r;
  progression(r, 10.0, 0.8, static_cast<size_t>(10));

  for(auto item : r) {
    std::cout<<item<<std::endl;
  }

  return 0;
}

在尝试编译时会产生以下错误:

$ g++ geometric.cpp -std=c++11 # GCC 4.7.2 on OS X 10.7.4
geometric.cpp: In function ‘int main()’:
geometric.cpp:18:52: error: no matching function for call to ‘progression(std::vector<double>&, double, double, size_t)’
geometric.cpp:18:52: note: candidate is:
geometric.cpp:6:6: note: template<template<class> class Container, class T> void progression(Container<T>&, T, T, size_t)
geometric.cpp:6:6: note:   template argument deduction/substitution failed:
geometric.cpp:18:52: error: wrong number of template arguments (2, should be 1)
geometric.cpp:5:36: error: provided for ‘template<class> class Container’

Clang 的错误信息更加微妙:

$ clang++ geometric.cpp -std=c++11 # clang 3.2 on OS X 10.7.4 
geometric.cpp:18:3: error: no matching function for call to 'progression'
  progression(r, 10, 0.8, 10);
  ^~~~~~~~~~~
geometric.cpp:6:6: note: candidate template ignored: failed template argument deduction
void progression(Container<T>& container, T a, T ratio, size_t N) {
     ^
1 error generated.

我本以为使用模板模板参数我不仅可以推断出容器，还可以推断出容器的 value_type (在本例中为 T)。

因此，问题是:我如何创建一个能够同时推导容器类型和值类型的通用函数？

我确定我遗漏了一些明显的东西 - 感谢您的耐心等待和帮助。

编辑(答案)

以下代码的行为符合预期:

#include<vector>
#include<algorithm>
#include<iostream>

template<template <typename...> class Container, typename T, typename... Args>
void progression(Container<Args...>& container, T a, T ratio, size_t N) {
  if(N > 0) {    
    T factor = T(1);  
    for(size_t k=0; k<N; k++) {
      container.push_back(a * factor);
      factor *= ratio;
    }
  }
}

int main() {
  std::vector<double> r;
  progression(r, 10.0, 0.8, 10);

  for(auto item : r) {
    std::cout<<item<<std::endl;
  }

  return 0;
}

输出:

10
8
6.4
5.12
4.096
3.2768
2.62144
2.09715
1.67772
1.34218

Answer 1

第一个问题是，您忘记了 std::vector<>是一个接受两个 模板参数(元素类型和分配器)的类模板，而不是一个。当您使用模板模板参数时，第二个模板参数具有默认值这一事实无关紧要:

template<template <typename, typename> class Container, typename T, typename A>
//                           ^^^^^^^^                               ^^^^^^^^^^
void progression(Container<T, A>& container, T a, T ratio, size_t N) {
//                         ^^^^
// ...
}

注意，这将导致无法传递，例如 std::map 的实例或 std::unordered_map作为第一个函数参数。因此，我的建议是放弃推断第一个参数是标准容器的实例(标准容器不是那么统一):

template<typename C, typename T, typename A>
//       ^^^^^^^^^
void progression(C& container, T a, T ratio, size_t N) {
//               ^^
// ...
}

然后您可能想要做的是表达编译时约束，也许通过 static_assert并基于自定义类型特征，即 C必须是标准容器的实例。

或者，您可以使用可变模板 as suggested by KerrekSB in his answer (但这仍然不会阻止您传入任何其他类型模板的实例，甚至是非容器模板)。

第二个问题是您调用模板的方式:

progression(r, 10, 0.8, 10);

这里，第二个参数的类型是int , 而容器元素的类型是 double .这会使编译器在执行类型推导时感到困惑。要么这样调用它:

progression(r, 10.0, 0.8, 10);

或者允许您的编译器为第二个参数推断出不同的类型(可能的 SFINAE 约束它是可以转换为元素类型的东西)。