问题描述
我正在尝试使用非类型模板参数定义模板类。然后我使用 std::conditional 从这个模板参数确定这个类的成员的类型。我遇到了一些编译时错误。
下面是 MWE。在此 MWE 中，我试图根据条件为真（结构化）或 FiniteElementList，使模板类 Mesh 的成员 std::vector分别为假（非结构化）。类 std::list 包含一些成员函数和友元函数，这些函数只是暂时声明，可能会在稍后阶段定义。
MWE
Mesh编译：
我正在尝试使用 clang 编译器进行编译，如下所示
// c++ standard library headers
#include <list> // std::list
#include <type_traits> // std::conditional
#include <vector> // std::vector
// (un)structured flag
enum class StructuredUnstructured { kStructured = true,kUnstructured = false };
// (un)structured mesh
template <StructuredUnstructured is_structured>
class Mesh {
using Element = double;
using FiniteElementList =
typename std::conditional<is_structured ==
StructuredUnstructured::kStructured,std::vector<Element>,std::list<Element>>::type;
public:
// constructors
Mesh() = default;
Mesh(const Mesh& m) = default; // copy constructor
Mesh(Mesh&& m) noexcept = default; // move constructor
// assignment operators
Mesh& operator=(const Mesh& m) = default; // copy assignment
Mesh& operator=(Mesh&& m) noexcept = default; // move assignment
~Mesh() = default;
void Indexing() {}
void Properties() {}
friend Mesh ReadMesh() {}
friend void WriteMesh() {}
friend void WriteMeshVTK() {}
private:
FiniteElementList finite_elements_{};
};
int main() {
Mesh<StructuredUnstructured::kUnstructured> unstructured;
Mesh<StructuredUnstructured::kStructured> structured;
}
我遇到了以下错误
c++ -O3 -Wall -Wextra -Wpedantic -std=c++17 mesh_structure.cpp -o mesh_structure奇怪的是，如果我从 mesh_structure.cpp:34:15: error: functions that differ only in their return type cannot be overloaded
friend Mesh ReadMesh() {}
~~~~ ^
mesh_structure.cpp:46:45: note: in instantiation of template class 'Mesh<StructuredUnstructured::kStructured>' requested here
Mesh<StructuredUnstructured::kStructured> structured;
^
mesh_structure.cpp:34:15: note: prevIoUs declaration is here
friend Mesh ReadMesh() {}
~~~~ ^
mesh_structure.cpp:36:15: error: redeFinition of 'WriteMesh'
friend void WriteMesh() {}
^
mesh_structure.cpp:36:15: note: prevIoUs deFinition is here
mesh_structure.cpp:38:15: error: redeFinition of 'WriteMeshVTK'
friend void WriteMeshVTK() {}
^
mesh_structure.cpp:38:15: note: prevIoUs deFinition is here
3 errors generated.
函数中删除第二行 Mesh<StructuredUnstructured::kStructured> structured;，代码会编译。我不太明白这里出了什么问题。任何帮助将不胜感激。
谢谢。
解决方法
问题不在于 std::conditional。让我们先看一个有同样问题的更简单的案例：
template <bool>
struct foo {
friend void bar () {};
};
int main()
{
foo<true> x;
foo<false> y;
}
bar 被定义了两次，因此错误：
<source>: In instantiation of 'struct foo<false>':
<source>:9:16: required from here
<source>:3:17: error: redefinition of 'void bar()'
3 | friend void bar () {};
| ^~~
<source>:3:17: note: 'void bar()' previously declared here
要定义一次，请将定义移出模板定义：
template <bool>
struct foo {
friend void bar ();
};
void bar() {}
int main()
{
foo<true> x;
foo<false> y;
}
接下来，另一个问题是您试图声明一个 Mesh<kStructured> ReadMesh() 和一个 Mesh<kUnstructured> ReadMesh()（在模板定义中，名称 Mesh 指的是 Mesh<is_structured>，除了一些特殊的案例）。
除非您将 ReadMesh 设为函数模板，否则这将不起作用。您不能仅根据返回值进行重载。一旦 ReadMesh 成为模板，您就只能像这样与匹配的特化成为朋友：
template <bool> struct foo;
template <bool x> foo<x> bar() {}
template <bool x>
struct foo {
friend foo bar<x> ();
};
int main()
{
foo<true> x;
foo<false> y;
}