c++ - template - Spécifier les paramètres du modèle à l'exécution




typename c++ (5)

Considérons la classe de modèle suivante

class MyClassInterface {
public:
  virtual double foo(double) = 0;
}

class MyClass<int P1, int P2, int P3>
: public MyClassInterface {
public:
  double foo(double a) {
    // complex computation dependent on P1, P2, P3
  }
  // more methods and fields (dependent on P1, P2, P3)
}

Les paramètres de modèle P1 , P2 , P3 sont dans une plage restreinte, comme de 0 à une valeur fixe n fixée au moment de la compilation.

Maintenant, je voudrais construire une méthode "usine" comme

MyClassInterface* Factor(int p1, int p2, int p3) {
  return new MyClass<p1,p2,p3>(); // <- how to do this?
}

La question serait de savoir comment réaliser la construction de la classe de modèle lorsque les paramètres de modèle ne sont connus qu'à l'exécution. Et serait-ce possible avec des paramètres de template ayant un très grand domaine (comme un double)? S'il vous plaît envisager également, si la solution possible est extensible à l'utilisation de plus de paramètres de modèle.


C'est techniquement * possible ** - mais ce n'est pas pratique et c'est certainement la mauvaise façon d'aborder le problème.

Y a-t-il une raison pour laquelle P1, P2 et P3 ne peuvent pas être des variables entières régulières?

* Vous pouvez incorporer un compilateur C ++ et une copie de votre source, puis compiler une bibliothèque dynamique ou un objet partagé qui implémente votre fonction d'usine pour un ensemble donné de P1, P2, P3 - mais voulez-vous vraiment le faire? IMO, c'est une chose absolument folle à faire.


Ce n'est pas possible, les modèles sont instanciés au moment de la compilation.
Au moment où vous avez un exécutable, vous ne disposez que de classes (instanciations particulières de ces modèles), plus de modèles.

Si vous ne connaissez pas les valeurs à la compilation, vous ne pouvez pas avoir de modèles pour ceux-ci.


Si les macros ne sont pas votre truc, vous pouvez également générer les if-then-else en utilisant des modèles:

#include <stdexcept>
#include <iostream>

const unsigned int END_VAL = 10;

class MyClassInterface
{
public:
    virtual double foo (double) = 0;
};

template<int P1, int P2, int P3>
class MyClass : public MyClassInterface
{
public:
    double foo (double a)
    {
        return P1 * 100 + P2 * 10 + P3 + a;
    }
};

struct ThrowError
{
    static inline MyClassInterface* create (int c1, int c2, int c3)
    {
        throw std::runtime_error ("Could not create MyClass");
    }
};

template<int DEPTH = 0, int N1 = 0, int N2 = 0, int N3 = 0>
struct Factory : ThrowError {};

template<int N2, int N3>
struct Factory<0, END_VAL, N2, N3> : ThrowError {};

template<int N1, int N3>
struct Factory<1, N1, END_VAL, N3> : ThrowError {};

template<int N1, int N2>
struct Factory<2, N1, N2, END_VAL> : ThrowError {};

template<int N1, int N2, int N3>
struct Factory<0, N1, N2, N3>
{
    static inline MyClassInterface* create (int c1, int c2, int c3)
    {
        if (c1 == N1)
        {
            return Factory<1, N1, 0, 0>::create (c1, c2, c3);
        }
        else
            return Factory<0, N1 + 1, N2, N3>::create (c1, c2, c3);
    }
};

template<int N1, int N2, int N3>
struct Factory<1, N1, N2, N3>
{
    static inline MyClassInterface* create (int c1, int c2, int c3)
    {
        if (c2 == N2)
        {
            return Factory<2, N1, N2, 0>::create (c1, c2, c3);
        }
        else
            return Factory<1, N1, N2 + 1, N3>::create (c1, c2, c3);
    }
};

template<int N1, int N2, int N3>
struct Factory<2, N1, N2, N3>
{
    static inline MyClassInterface* create (int c1, int c2, int c3)
    {
        if (c3 == N3)
        {
            return new MyClass<N1, N2, N3> ();
        }
        else
            return Factory<2, N1, N2, N3 + 1>::create (c1, c2, c3);
    }
};

MyClassInterface* factory (int c1, int c2, int c3)
{
    return Factory<>::create (c1, c2, c3);
}

Comme les tests sont imbriqués, ils devraient être plus efficaces que la solution macro.

Vous pouvez l'étendre à d'autres paramètres en ajoutant des cas plus profonds.


Voici ce que vous pouvez faire:

MyClassInterface* Factor(int p1, int p2, int p3) {
  if (p1 == 0 && p2 == 0 && p3 == 0)
    return new MyClass<0,0,0>();
  if (p1 == 0 && p2 == 0 && p3 == 1)
    return new MyClass<0,0,1>();
  etc;
}

Notez que cela ne prend même pas en compte les valeurs à virgule flottante. Elle ne prend en compte qu'une liste connue de valeurs discrètes.

J'ai également utilisé ce morceau de code avant de faire de la génération automatique de modèles:

#include <boost/preprocessor.hpp>

#define RANGE ((0)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12))
#define MACRO(r, p) \
    if (BOOST_PP_SEQ_ELEM(0, p) == var1 && BOOST_PP_SEQ_ELEM(1, p) == var2 && BOOST_PP_SEQ_ELEM(2, p) == var3 && BOOST_PP_SEQ_ELEM(3, p) == var4) \
        actual_foo = foo<BOOST_PP_TUPLE_REM_CTOR(4, BOOST_PP_SEQ_TO_TUPLE(p))>;
BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH_PRODUCT(MACRO, RANGE RANGE RANGE RANGE)
#undef MACRO
#undef RANGE

Le compilateur produit une sortie qui ressemble à ceci:

if (0 == var1 && 0 == var2 && 0 == var3 && 0 == var4) actual_foo = foo<0, 0, 0, 0>;
if (0 == var1 && 0 == var2 && 0 == var3 && 1 == var4) actual_foo = foo<0, 0, 0, 1>;
if (0 == var1 && 0 == var2 && 0 == var3 && 2 == var4) actual_foo = foo<0, 0, 0, 2>;
if (0 == var1 && 0 == var2 && 0 == var3 && 3 == var4) actual_foo = foo<0, 0, 0, 3>;
if (0 == var1 && 0 == var2 && 0 == var3 && 4 == var4) actual_foo = foo<0, 0, 0, 4>; 
if (0 == var1 && 0 == var2 && 0 == var3 && 5 == var4) actual_foo = foo<0, 0, 0, 5>;
if (0 == var1 && 0 == var2 && 0 == var3 && 6 == var4) actual_foo = foo<0, 0, 0, 6>;
if (0 == var1 && 0 == var2 && 0 == var3 && 7 == var4) actual_foo = foo<0, 0, 0, 7>;
if (0 == var1 && 0 == var2 && 0 == var3 && 8 == var4) actual_foo = foo<0, 0, 0, 8>;
etc...

De plus, veuillez noter qu'avec cette méthode, avec 4 variables, chacune allant sur 13 valeurs, le compilateur doit instancier 28561 copies de cette fonction. Si votre n était 50 et que vous aviez encore 4 options, vous auriez 6250000 fonctions instanciées. Cela peut entraîner une compilation SLOW.


beaucoup trop tard, je sais, mais qu'en est-il de cela:

// MSVC++ 2010 SP1 x86
// boost 1.53

#include <tuple>
#include <memory>
// test
#include <iostream>

#include <boost/assert.hpp>
#include <boost/static_assert.hpp>
#include <boost/mpl/size.hpp>
#include <boost/mpl/vector.hpp>
#include <boost/mpl/push_back.hpp>
#include <boost/mpl/pair.hpp>
#include <boost/mpl/begin.hpp>
#include <boost/mpl/deref.hpp>
#include <boost/mpl/int.hpp>
#include <boost/mpl/placeholders.hpp>
#include <boost/mpl/unpack_args.hpp>
#include <boost/mpl/apply.hpp>
// test
#include <boost/range/algorithm/for_each.hpp>

/*! \internal
 */
namespace detail
{
/*! \internal
 */
namespace runtime_template
{

/*! \internal
    fwd
 */
template <
    typename Template
    , typename Types
    , typename Map  // top level map iterator
    , typename LastMap  // top level map iterator
    , int Index
    , bool Done = std::is_same<Map, LastMap>::value
>
struct apply_recursive_t;

/*! \internal
    fwd
 */
template <
    typename Template
    , typename Types
    , typename Map  // top level map iterator
    , typename LastMap  // top level map iterator
    , typename First
    , typename Last
    , int Index
    , bool Enable = !std::is_same<First, Last>::value
>
struct apply_mapping_recursive_t;

/*! \internal
    run time compare key values + compile time push_back on \a Types
 */
template <
    typename Template
    , typename Types
    , typename Map  // top level map iterator
    , typename LastMap  // top level map iterator
    , typename First
    , typename Last
    , int Index // current argument
    , bool Enable /* = !std::is_same<First, Last>::value */
>
struct apply_mapping_recursive_t
{
    typedef void result_type;
    template <typename TypeIds, typename T>
    inline static void apply(const TypeIds& typeIds, T&& t)
    {   namespace mpl = boost::mpl;
        typedef typename mpl::deref<First>::type key_value_pair;
        typedef typename mpl::first<key_value_pair>::type typeId;   // mpl::int
        if (typeId::value == std::get<Index>(typeIds))
        {
            apply_recursive_t<
                Template
                , typename mpl::push_back<
                    Types
                    , typename mpl::second<key_value_pair>::type
                >::type
                , typename mpl::next<Map>::type
                , LastMap
                , Index + 1
            >::apply(typeIds, std::forward<T>(t));
        }
        else
        {
            apply_mapping_recursive_t<
                Template
                , Types
                , Map
                , LastMap
                , typename mpl::next<First>::type
                , Last
                , Index
            >::apply(typeIds, std::forward<T>(t));
        }
    }
};

/*! \internal
    mapping not found
    \note should never be invoked, but must compile
 */
template <
    typename Template
    , typename Types
    , typename Map  // top level map iterator
    , typename LastMap  // top level map iterator
    , typename First
    , typename Last
    , int Index
>
struct apply_mapping_recursive_t<
    Template
    , Types
    , Map
    , LastMap
    , First
    , Last
    , Index
    , false
>
{
    typedef void result_type;
    template <typename TypeIds, typename T>
    inline static void apply(const TypeIds& /* typeIds */, T&& /* t */)
    {
        BOOST_ASSERT(false);
    }
};

/*! \internal
    push_back on \a Types template types recursively
 */
template <
    typename Template
    , typename Types
    , typename Map  // top level map iterator
    , typename LastMap  // top level map iterator
    , int Index
    , bool Done /* = std::is_same<Map, LastMap>::value */
>
struct apply_recursive_t
{
    typedef void result_type;
    template <typename TypeIds, typename T>
    inline static void apply(const TypeIds& typeIds, T&& t)
    {   namespace mpl = boost::mpl;
        typedef typename mpl::deref<Map>::type Mapping; // [key;type] pair vector
        apply_mapping_recursive_t<
            Template
            , Types
            , Map
            , LastMap
            , typename mpl::begin<Mapping>::type
            , typename mpl::end<Mapping>::type
            , Index
        >::apply(typeIds, std::forward<T>(t));
    }
};

/*! \internal
    done! replace mpl placeholders of \a Template with the now complete \a Types
    and invoke result
 */
template <
    typename Template
    , typename Types
    , typename Map
    , typename LastMap
    , int Index
>
struct apply_recursive_t<
    Template
    , Types
    , Map
    , LastMap
    , Index
    , true
>
{
    typedef void result_type;
    template <typename TypeIds, typename T>
    inline static void apply(const TypeIds& /* typeIds */, T&& t)
    {   namespace mpl = boost::mpl;
        typename mpl::apply<
            mpl::unpack_args<Template>
            , Types
        >::type()(std::forward<T>(t));
    }
};

/*! \internal
    helper functor to be used with invoke_runtime_template()
    \note cool: mpl::apply works with nested placeholders types!
 */
template <typename Template>
struct make_runtime_template_t
{
    typedef void result_type;
    template <typename Base>
    inline void operator()(std::unique_ptr<Base>* base) const
    {
        base->reset(new Template());
    }
};

}   // namespace runtime_template
}   // namespace detail

/*! \brief runtime template parameter selection

    \param Template functor<_, ...> placeholder expression
    \param Maps mpl::vector<mpl::vector<mpl::pair<int, type>, ...>, ...>
    \param Types std::tuple<int, ...> type ids
    \param T functor argument type

    \note all permutations must be compilable (they will be compiled of course)
    \note compile time: O(n!) run time: O(n)

    \sa invoke_runtime_template()
    \author slow
 */
template <
    typename Template
    , typename Map
    , typename Types
    , typename T
>
inline void invoke_runtime_template(const Types& types, T&& t)
{   namespace mpl = boost::mpl;
    BOOST_STATIC_ASSERT(mpl::size<Map>::value == std::tuple_size<Types>::value);
    detail::runtime_template::apply_recursive_t<
        Template
        , mpl::vector<>
        , typename mpl::begin<Map>::type
        , typename mpl::end<Map>::type
        , 0
    >::apply(types, std::forward<T>(t));
}

/*! \sa invoke_runtime_template()
 */
template <
    typename Template
    , typename Map
    , typename Base
    , typename Types
>
inline void make_runtime_template(const Types& types, std::unique_ptr<Base>* base)
{
    invoke_runtime_template<
        detail::runtime_template::make_runtime_template_t<Template>
        , Map
    >(types, base);
}

/*! \overload
 */
template <
    typename Base
    , typename Template
    , typename Map
    , typename Types
>
inline std::unique_ptr<Base> make_runtime_template(const Types& types)
{
    std::unique_ptr<Base> result;

    make_runtime_template<Template, Map>(types, &result);
    return result;
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

namespace mpl = boost::mpl;
using mpl::_;

class MyClassInterface {
public:
    virtual ~MyClassInterface() {}
    virtual double foo(double) = 0;
};

template <int P1, int P2, int P3>
class MyClass
: public MyClassInterface {
public:
    double foo(double /*a*/) {
        // complex computation dependent on P1, P2, P3
        std::wcout << typeid(MyClass<P1, P2, P3>).name() << std::endl;
        return 42.0;
    }
    // more methods and fields (dependent on P1, P2, P3)
};

// wrapper for transforming types (mpl::int) to values
template <typename P1, typename P2, typename P3>
struct MyFactory
{
    inline void operator()(std::unique_ptr<MyClassInterface>* result) const
    {
        result->reset(new MyClass<P1::value, P2::value, P3::value>());
    }
};

template <int I>
struct MyConstant
    : boost::mpl::pair<
        boost::mpl::int_<I>
        , boost::mpl::int_<I>
    > {};

std::unique_ptr<MyClassInterface> Factor(const std::tuple<int, int, int>& constants) {
    typedef mpl::vector<
        MyConstant<0>
        , MyConstant<1>
        , MyConstant<2>
        , MyConstant<3>
        // ...
    > MyRange;
    std::unique_ptr<MyClassInterface> result;
    invoke_runtime_template<
        MyFactory<_, _, _>
        , mpl::vector<MyRange, MyRange, MyRange>
    >(constants, &result);
    return result;
}

int main(int /*argc*/, char* /*argv*/[])
{
    typedef std::tuple<int, int, int> Tuple;
    const Tuple Permutations[] =
    {
        std::make_tuple(0,      0,  0)
        , std::make_tuple(0,    0,  1)
        , std::make_tuple(0,    1,  0)
        , std::make_tuple(0,    1,  1)
        , std::make_tuple(1,    0,  0)
        , std::make_tuple(1,    2,  3)
        , std::make_tuple(1,    1,  0)
        , std::make_tuple(1,    1,  1)
        // ...
    };

    boost::for_each(Permutations, [](const Tuple& constants) { Factor(constants)->foo(42.0); });
    return 0;
}




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