学习 C++20 concept/requires 中，元编程时遇到一个问题

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新手，刚开始学习 C++模板元编程

需求：想实现这样一个简单的函数调用，对一个容器中的所有整数求和：

sum<IntList<1, 2, 3>>();

由于 C++标准中不允许函数模板来实现偏特化，所以我想用 concept/requires 来达到偏特化的需求。我的实现如下：

#include <iostream>

template<int...N>
class IntList;

template<int...N>
concept IsIntList = IntList<N...>{};

template<typename T>
int sum() {
    return 0;
}

template<int...N>
requires IsIntList<N...>
int sum() {
    return (N + ...);
}

int main() {
    std::cout << sum<IntList<1, 2>>() << std::endl;
    return 0;
}

实际运行时并不能达到我想要的结果，实际在C++ Insights中输出如下：

#include <iostream>

template<int...N>
class IntList;

template<int...N>
concept IsIntList = IntList<N...>{};

template<typename T>
int sum() {
    return 0;
}

/* First instantiated from: insights.cpp:21 */
#ifdef INSIGHTS_USE_TEMPLATE
template<>
int sum<IntList<1, 2> >()
{
  return 0;
}
#endif


template<int...N>
requires IsIntList<N...>
int sum() {
    return (N + ...);
}

int main()
{
  std::cout.operator<<(sum<IntList<1, 2> >()).operator<<(std::endl);
  return 0;
}

可以看出模板实例化时并没有对第二个sum进行实例化，而是对第一个sum实例化。

请问各位大佬，在这种情况下，如何使用 concept/requires 来正确的实现我的需求？

5 条回复 • 2022-01-08 22:14:22 +08:00

ink19

2022-01-08 14:50:28 +08:00

没有接触过 concept/requires 但是学过一些元编程，你这个想法可以用下面这个方法实现

```C++
template<int ...N>
class IntList{};

template<typename T>
class sum_impl;

template<typename T>
int sum() {
return sum_impl<T>::value;
}

template<>
class sum_impl<IntList<>> {
public:
const static int value = 0;
};

template<int first, int ...other>
class sum_impl<IntList<first, other...>> {
public:
const static int value = first + sum_impl<IntList<other...>>::value;
};
```

secondwtq

2022-01-08 16:09:11 +08:00

用函数貌似也不是不行： https://godbolt.org/z/jToWjMhj1
但是很难说 concept 能帮你

另外恭喜楼主入坑原 ... 元宇宙 ... 编程

zeal7s

2022-01-08 17:21:07 +08:00

@secondwtq 这个确实可行。

另外，我想问下
template<typename T>
void sum() {}

其中的 T 如果我能确保它的类型是 IntList<int...N>，那么我可以在 sum 函数中对 T 进行包展开吗？
如果可以，那么如何把 T 变成 IntList<int... N>呢？

secondwtq

2022-01-08 20:09:47 +08:00

@zeal7s 我随便写的 ...
换成
template<typename T = void>
constexpr int sum(IntList<>) { return 0; }
应该也行

你要把 T 弄成 IntList 不是不行，但是你要展开就得想办法把模板参数拿出来。这个好像最后都要 boil down 到某种形式的 pattern matching ，你只有一个 T 的话是没法做的。

sarvatathagata

2022-01-08 22:14:22 +08:00

应该这么写吧，虽然这个 concept 永远为真……
#include <iostream>

template<int...N>
class IntList{};

template<int...N>
concept IsIntList = requires{IntList<N...>{};};

template<int...N>
requires IsIntList<N...>
int sum() {
return (N + ...);
}

int main() {
std::cout << sum<1, 2>() << std::endl;
return 0;
}