Jörg's answer至 this问题很好地描述了对数据操作的“普通”模板(问题指的是泛型，可能是错误的)和对程序操作的元模板。 Jörg 然后明智地提到程序是数据，所以它真的是一体的。也就是说，元模板仍然是一个不同的野兽。 普通模板在哪里结束，元模板从哪里开始？

我能想到的最好的测试是，如果模板的参数完全是 class 或 typename，则模板是“normal”，否则是 meta。这个测试正确吗？

最佳答案

边界:具有逻辑行为的签名

好吧，在我看来，边界线是在模板的签名不再是生成运行时代码的简单签名，而是成为显式或隐式逻辑的定义的地方绘制的，这些逻辑将在以下位置执行/解析编译时。

一些例子和解释

常规模板，即只有类型名、类或可能的值类型模板参数，一旦在编译期间实例化，就会生成可执行的 cpp 代码。

代码(重要)未在编译时执行

例如(非常简单且很可能不切实际的示例，但解释了概念):

template<typename T>
T add(const T& lhs, const T& rhs) {
    return(lhs + rhs);
}

template<>
std::string add<std::string>(
                const std::string& lhs,
                const std::string& rhs) {
     return (lhs.append(rhs));
}

int main() {
    double      result = add(1.0, 2.0); // 3.0
    std::string s      = add("This is ", " the template specialization..."); 
}

一旦编译，root-template 将被用来实例化上面的double 类型的代码，但不会执行它。 此外，specialization-template 将为文本连接实例化，但也不会在编译时执行。

然而，这个例子:

#include <iostream>
#include <string>
#include <type_traits>

class INPCWithVoice {
    void doSpeak() { ; }
};

class DefaultNPCWithVoice 
    : public INPCWithVoice {
    public:
        inline std::string doSpeak() {
            return "I'm so default, it hurts... But at least I can speak...";
        }
}; 

class SpecialSnowflake
    : public INPCWithVoice {
    public:
        inline std::string doSpeak() {
            return "WEEEEEEEEEEEH~";   
        }
};

class DefaultNPCWithoutVoice {
    public:
         inline std::string doSpeak() {
            return "[...]";
        }
};

template <typename TNPC>
static inline void speak(
    typename std::enable_if<std::is_base_of<INPCWithVoice, TNPC>::value, TNPC>::type& npc) 
{
    std::cout << npc.doSpeak() << std::endl;
};

int main()
{
    DefaultNPCWithVoice    npc0 = DefaultNPCWithVoice();
    SpecialSnowflake       npc1 = SpecialSnowflake();
    DefaultNPCWithoutVoice npc2 = DefaultNPCWithoutVoice();

    speak<DefaultNPCWithVoice>(npc0);
    speak<SpecialSnowflake>(npc1);
    // speak<DefaultNPCWithoutVoice>(npc2); // Won't compile, since DefaultNPCWithoutVoice does not derive from INPCWithVoice
}

此示例展示了模板元编程(实际上是一个简单的示例...)。 这里发生的事情是，“speak”函数有一个模板化参数，如果为其传递的类型派生自 INPCWithVoice，则该参数在编译时解析并衰减为 TNPC。

这反过来意味着，如果没有，则模板将没有实例化的候选对象，并且编译已经失败。 在 SFINAE 中查找此技术:http://eli.thegreenplace.net/2014/sfinae-and-enable_if/

此时有一些在编译时执行的逻辑，整个程序将在链接到可执行文件/库后完全解析

另一个很好的例子是:https://akrzemi1.wordpress.com/2012/03/19/meta-functions-in-c11/

在这里您可以看到阶乘函数的模板元编程实现，证明如果元模板衰减为常量，即使字节码也可以完全等于固定值使用。

最终示例:Fibonacci

#include <iostream>
#include <string>
#include <type_traits>

template <intmax_t N>
static unsigned int fibonacci() {
    return fibonacci<N - 1>() + fibonacci<N - 2>();     
}

template <>
unsigned int fibonacci<1>() {
    return 1;   
}

template <>
unsigned int fibonacci<2>() {
    return fibonacci<1>();    
}

template <intmax_t MAX>
    static void Loop() {
    std::cout << "Fibonacci at " << MAX << ": " << fibonacci<MAX>() << std::endl;
    Loop<MAX - 1>();
}

template <>
void Loop<0>() {
    std::cout << "End" << std::endl;    
}

int main()
{
    Loop<10>();
}

此代码为位置 N 处的斐波那契数列实现仅标量模板参数 模板元编程。 此外，它还显示了循环从 10 计数到 0 的编译时间!

最后

我希望这能澄清一些事情。

但请记住:循环和斐波那契示例为每个索引实例化上述模板!!!

因此，存在大量冗余和二进制膨胀!!!

我自己不是专家，我确​​信在 stackoverflow 上有一个模板元编程功夫大师，他可以附加任何缺少的必要信息。

关于c++ - 普通模板在哪里结束，元模板从哪里开始？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/43290090/