标签分派与部分特化类上的静态方法

Question

假设我想编写一个通用函数void f<T>()，如果T是POD类型，则执行一件事，如果T是非POD类型（或任何其他任意谓词），则执行另一件事。

实现这个的一种方法是使用标签分发模式，就像标准库在迭代器类别中所使用的那样。

template <bool> struct podness {};
typedef podness<true> pod_tag;
typedef podness<false> non_pod_tag;

template <typename T> void f2(T, pod_tag) { /* POD */ }
template <typename T> void f2(T, non_pod_tag) { /* non-POD */ }

template <typename T>
void f(T x)
{
    // Dispatch to f2 based on tag.
    f2(x, podness<std::is_pod<T>::value>());
}

一种替代方法是使用部分特化类型的静态成员函数：

template <typename T, bool> struct f2;

template <typename T>
struct f2<T, true> { static void f(T) { /* POD */ } };

template <typename T>
struct f2<T, false> { static void f(T) { /* non-POD */ } };

template <typename T>
void f(T x)
{
    // Select the correct partially specialised type.
    f2<T, std::is_pod<T>::value>::f(x);
}

使用一种方法与另一种方法相比有什么优缺点？你会推荐哪种方法？

- Peter Alexander

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随你的便。我认为第二个版本更具有“类型化”的吸引力，因为它具有更少的辅助代码和更少的隐含概念。此外，我会为参数添加转发！ - Kerrek SB

Answer 1

我希望使用标签分发技术，因为：

• 方便添加新标签
• 易于继承（示例）
• 这是通用编程中相当常见的技术

在第二个示例中添加第三个变量似乎对我来说很棘手。例如，当您想要添加非POD-of-PODs类型时，您将不得不用其他内容替换template <typename T, bool> struct f2;中的bool（如果您喜欢，则为int），并将所有struct f2<T，bool-value>更换为struct f2<T，another-type-value>。所以对我来说，第二种变体看起来很难扩展。如果我说错了，请纠正我。

- tim

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一种扩展它的方法是使用枚举模板参数，但我同意那会有些笨重。 - Peter Alexander

Answer 2

我喜欢一个对于简单的编译时分发来说，可读性更强的替代方案，它不需要使用[boost|std]::enable_if、标签或者部分特化。具体实现如下：

[请记住，布尔型可以转换为整数，零长度数组是无效的，并且有问题的模板会被丢弃（SFINAE）。此外，char (*)[n]是指向n个元素的数组的指针。]

template <typename T> 
void foo(T, char (*)[is_pod<T>::value] = 0)
{
    // POD
}

template <typename T> 
void foo(T, char (*)[!is_pod<T>::value] = 0)
{
    // Non POD
}

它的优点是不需要污染命名空间的外部类。现在，如果您想像在您的问题中那样将谓词外部化，可以执行以下操作：

template <bool what, typename T>
void foo(T, char (*)[what] = 0)
{
    // taken when what is true
}

template <bool what, typename T>
void foo(T, char (*)[!what] = 0)
{
    // taken when what is false
}

使用方法：

foo<std::is_pod<T>::value>(some_variable);

- Alexandre C.

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是的，这很聪明，但如果你不了解SFINAE，那么它会有一个严重的“WTF”因素，而其他方法则没有。尽管如此，我还是欣赏简洁明了。 - Peter Alexander

@Peter：SFINAE 已经有一个很大的 WTF 因素了。在使用 typename std::enable_if<whatever>::type 时，我认为会使 whatever 部分变得非常晦涩难懂。在这里，whatever 部分放在括号内是很清晰明了的。 - Alexandre C.

引用《侏罗纪公园》中的名言：“聪明的女孩”。为了使其更易读，你不应该选择使用“= NULL”，或者更好的是“= nullptr”吗？ - kornman00

@AlexandreC。它们可能已经同样令人困惑，但是enable_if显然更加友好于搜索引擎。 - FrankHB

@FrankHB：我同意这个观点 - 最终取决于您的团队代码约定。然而，最好在确实需要时尽量避免使用SFINAE，正是因为它可能导致的“WTF”问题。 - Alexandre C.

Answer 3

实际上，两者都是标签分派模式。前者称为按实例分派标签，后者称为按类型分派标签。

Boost.Geometry的主要作者Barend解释了这两种方法，并更喜欢后者。这在Boost.Geometry中被广泛使用。以下是总结的优点：

• 不需要实例化标签，因为它唯一的目的是区分
• 可以基于标签轻松定义新类型和常量
• 接口中的参数可以反转，即distance(point, polygon);和distance(polygon, point);只需要一个实现

- legends2k

Answer 4

我知道这是一个旧问题，答案已经被接受，但这可能是一个可行的替代方案:

template<typename T>
std::enable_if_t<std::is_pod<T>::value> f(T pod)
{
}

template<typename T>
std::enable_if_t<!std::is_pod<T>::value> f(T non_pod)
{
}

- Mircea Ispas