现代C++之模板元编程(今天写个If与While)

0.导语

今天就放轻松，有可能代码写的看的很晦涩，自己多敲几遍即可，下面来进入正文，如何使用模板元编程实现IF与WHILE。

1.IF实现

我们想要的目标如下：

// 加减template<bool cond, int nums1, int nums2>struct addSub {static const auto RES = IF, Sub_>::result::value;};// 调用cout << addSub<true, 10, 2>::RES << endl;

当IF条件成立就将两数相加，否则两数相减，就是IF...Then...Else...的逻辑。

首先声明一个空的结构体：

template<bool cond,typename Then,typename Else>struct IF;

我们想一下，当IF中的cond条件成立，是不是输出结果就是Then，否则结果就是Else，因此我们只需要获取这两个即可呗。

因此，引出两个偏特化版本：

• 条件成立

template<typename Then,typename Else>struct IF {typedef Then result;};

• 条件失败

template<typename Then,typename Else>struct IF {typedef Else result;};

这个搞定了，现在就简单了，编写Then是什么，Else是什么不就得了，因此又得到：

template<int nums1, int nums2>struct Add_ {static const int value = nums1 + nums2;};

template<int nums1, int nums2>struct Sub_ {static const int value = nums1 - nums2;};

最后我们一封装，就是下面这个：

template<bool cond, int nums1, int nums2>struct addSub {static const auto RES = IF, Sub_>::result::value;};

然后一调用：

addSub<true, 10, 2>::RES

我们的模板实现IF就完成了，哈哈～

除此之外，也可以编写其他需求：

例如：判断输入的数的奇偶性。

// 判断奇数与偶数template<int N>struct isEven {static const auto RES = IF1 == 0, true_type, false_type>::result::value;};

调用：

cout << isEven<10>::RES << endl;

2.WHILE实现

有了IF，WHILE就水到渠成。

原理是一毛一样！

例如：求0~n的和。

template<int n>struct Sum {typedef SumLoop<0, n> type;};// 调用cout << While6>::type>::type::value << endl;

因此编写While就成了关键。里面的Sum是判断的条件。

故模仿IF编写，我们先声明一个WhileLoop：

template<bool condition,typename Body>struct WhileLoop;

紧接着，两个偏特化：

• 条件成立

template<typename Body>struct WhileLoop {typedef typename WhileLoop<            Body::cond_value,typename Body::next_type>::type            type;};

此处需要注意：针对while来说，条件成立后，是不断的循环，直到条件不满足，因此这里的true取Body的cond_value成员，而body取Body的next_type，在之后编写循环条件的时候，需要包含这两个。

• 条件否定

template<typename Body>struct WhileLoop {typedeftypename Body::res_type type;};

直接把Body的res_type进行返回，便是最后的结果。

最后，编写循环所需的内容：

template<int result, int n>struct SumLoop {

// 循环的条件static const bool cond_value =            n != 0;

// 循环后的结果static const int res_value =            result;

// 循环时的状态typedef my::integral_constant<int, res_value>            res_type;

// 循环执行一次时的状态typedef SumLoop1>            next_type;};

这里integral_constant可以是自己写的，也可以是std里面的。

namespace my {template<class T, T v>struct integral_constant {static const T value = v;typedef T value_type;typedef integral_constant type;    };}

integral_constant就是对模板参数进行了重新命名，非常简单。

然后，调用：

cout << While6>::type>::type::value << endl;

在C++14之后，有了下面语法，因此上述调用可以被简化：

template<int n>using Sum_t = SumLoop<0, n>;// 调用cout << While_t6>>::type::value << endl;