推断 std::array 的大小？

Question

在下面的代码中：

template<size_t N>
int b(int q, const std::array<int, N>& types)
{
    int r = q;
    for (int t : types)
    {
        r = r + t;
    }
    return r;
}

int main()
{
    b<2>(9, { 2,3 });
}

我如何避免在调用 b 函数时必须指定 N 的值为 2？为什么不能自动推断出此类型？如果不指定，将会出现以下错误： 'b': 没有找到匹配的重载函数 'int b(int,const std::array &)': 无法推断出 'N' 的模板参数。

- paulm

Answer 1

C++17 std::array 类型模板参数推导 (CTAD)

从 C++17 开始，这个新语言特性被标准库所使用，我们可以省略类型模板参数，让以下代码也能正常工作：

main.cpp

#include <array>

int main() {
    std::array a{1, 2, 3};
}

不是使用 std::array<int, 3> a{1, 2, 3};，而是使用：

测试环境：

g++ -ggdb3 -O0 -std=c++17 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.cpp

如果我们将-std=c++14设置为例子，编译会失败，错误信息如下：

error: missing template arguments before ‘a’

测试环境为Ubuntu 18.04，GCC 7.5.0。

- Ciro Santilli OurBigBook.com

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很遗憾我们无法仅省略“size”参数。我在 MSVC 15.9 上尝试了一下，但没有成功。 - Keith Russell

有没有什么方法可以减去大小但不改变类型？因为我想要的是uint8_t类型而不是int类型，否则会被减去。显式的uint8_t字面量也很棘手/混乱。 - Anton Krug

@AntonKrug 我找不到任何东西，如果你找到了，请告诉我 :-) - Ciro Santilli OurBigBook.com

Answer 2

模板参数推导依赖于实参和形参之间的直接类型匹配。实参是一个初始化列表，它不能匹配 array 类型（最好情况下只能匹配 std::array 中内部的原始数组，但是语言规则不支持这样做）。

相反，您可以使用原始数组，如下所示：

#include <stddef.h>
#include <array>

template<size_t N>
int b(int q, int const (&types)[N] )
{
    int r = q;
    for (int t : types)
    {
        r = r + t;
    }
    return r;
}

int main()
{
    b( 9, { 2, 3 } );
}

或者，如果您在编译时不需要绝对的N，您可以使用std::initializer_list。

还有许多其他可能相关的方法（例如，可变参数模板函数，或定义一个运算符来构建一个std::vector），但很难说哪种方法适合您未公开的目的。

- Cheers and hth. - Alf

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啊，抱歉，我的目的是传递一个整数数组，该数组将与结构体的整数mType进行检查，对于我正在做的事情来说，原始数组似乎已经足够好了。 - paulm

Answer 3

自 C++20 开始，我们可以使用 std::to_array() 进行类型和大小推导。

在您的情况下：

int b(int q, const auto& types)
{
    int r = q;
    for (int t : types)
    {
        r = r + t;
    }
    return r;
}

b(9, std::to_array({2, 3}));
// --- or ---
b(9, std::to_array<int>({2, 3}));

个人而言，我更喜欢在函数参数中使用std::span（或者gsl::span）。

- CoolCmd

Answer 4

要推断std::array的大小，您可以使用通用lambda表达式（C++14）：

auto b = [](int q, const auto& types) {
  int r = q;
  for (int t : types)
  {
      r = r + t;
  }
  return r;
};

int main() {
    std::array<int, 2> arr = {{2,3}};
    b(9, arr);
}

当编译器实现 std::make_array（它在库基础 TS 中）时（或者你使用 自己的 实现），在构造时不需要传递数组大小，只需使用即可。

b(9, std::make_array(2,3));

- Marqin

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读者应该注意，这里的 auto 没有做任何普通 template 不能做到的事情。这段代码之所以能够工作，是因为实际参数的类型被指定为 std::array，而不是因为 auto。使用本答案中的 main 函数，原始问题中的 b 定义也将能够工作。 - Cheers and hth. - Alf