C++模板元编程 - 3 逻辑结构，递归，一点列表的零碎，一点SFINAE

本来想把scanr，foldr什么的都写了的，一想太麻烦了，就算了，模板元编程差不多也该结束了，离开学还有10天，之前几天部门还要纳新什么的，写不了几天代码了，所以赶紧把这个结束掉，明天继续抄*叔的Win32库去。

逻辑结构和递归说白了就是做了一个If，一个For_N，If就和Excel里的If一样，For_N是把一个模板结构迭代N遍，为了所谓的方便，把If做成了宏，写起来还挺有意思的

 template<typename TTest, typename TTrue, typename TFalse>
 struct If;

 template<typename TTrue, typename TFalse>
 struct If<Bool<true>, TTrue, TFalse>
 {
     using Result = TTrue;
 };

 template<typename TTrue, typename TFalse>
 struct If<Bool<false>, TTrue, TFalse>
 {
     using Result = TFalse;
 };

 template<typename TTimes, template<typename TResult> typename TProc, typename TDefVal>
 struct FOR_N;

 template<template<typename TResult> typename TProc, typename TDefVal, int VTimes>
 struct FOR_N<Int<VTimes>, TProc, TDefVal>
 {
     using Result = typename TProc<
         typename FOR_N<
             Int<VTimes - >,
             TProc,
             TDefVal
         >::Result
     >::Result;
 };

 template<template<typename TResult> typename TProc, typename TDefVal>
 struct FOR_N<Int<>, TProc, TDefVal>
 {
     using Result = typename TDefVal;
 };

 #if defined SIMPLIFIED_TML

 #define IF If<
 #define THEN ,
 #define ELSE ,
 #define NOELSE , void
 #define NOTHEN , void
 #define ENDIF >::Result
 #define ELIF ELSE IF

 #endif

用法就不给了，不会写单元测试

然后是列表的又一部分零碎的东西，Filter就是按照给定的一元谓词筛选整个列表，MapNone和FilterNone属于什么也不做/直接返回true的默认操作，ListGeneration是从给定的列表中生成列表，就像haskell的列表推导式一样，说白了就是Filter一下再Map一下，组合起来挺有意思的，Range就是给定一个类型和上下界，生成一个连续的区间，这里突然想到还可以自定义步长，懒得改了就这样。

 template<template<typename TArg> typename TFilter, typename T>
 struct ListFilter;

 template<template<typename TArg> typename TFilter, typename... TArgs>
 struct ListFilter<TFilter, List<TArgs...>>
 {
     using Param = List<TArgs...>;
     using Result = typename ListConnect<
         typename If<
             typename TFilter<typename Param::First>::Result,
             List<typename Param::First>,
             List<>
         >::Result,
         typename ListFilter<
             TFilter,
             typename Param::Rest
         >::Result
     >::Result;
 };

 template<template<typename TArg> typename TFilter, typename TLast>
 struct ListFilter<TFilter, List<TLast>>
 {
     using Param = List<TLast>;
     using Result = typename If<
         typename TFilter<typename Param::First>::Result,
         List<typename Param::First>,
         List<>
     >::Result;
 };

 template<typename T>
 struct MapNone
 {
     using Result = T;
 };

 template<typename T>
 struct FilterNone
 {
     using Result = Bool<true>;
 };

 template<template<typename TVal> typename TProcToVal, template<typename TVal> typename TFilterProc, typename... TSeq>
 struct ListGeneration;

 template<template<typename TVal> typename TProcToVal, template<typename TVal> typename TFilterProc, typename... TSeq>
 struct ListGeneration<TProcToVal, TFilterProc, List<TSeq...>>
 {
     using FilterResult = typename ListFilter<TFilterProc, List<TSeq...>>::Result;
     using Result = typename ListMap<TProcToVal, FilterResult>::Result;
 };

 template<typename TType, TType VBegin, TType VEnd, TType VCurr = VBegin>
 struct Range
 {
     using Result = typename ListConnect<
         List<PODType<TType, VCurr>>,
         typename If<
             Bool<VCurr < VEnd>,
             typename Range<TType, VBegin, VEnd, VCurr + >::Result,
             List<>
         >::Result
     >::Result;
 };

用起来还算很爽

 ListGeneration<Mul2, FilterNone, Range<int, , >::Result>::Result list2;

Mul2是一个定义好的操作，就是接受一个类型值，然后把他乘以2，C++模板的递归层数最多不能超过255原来是指整个表达式的递归层数啊，我这里上界最多写到63就不能写下去了。

SFINAE，模板替换失败不是一个错误，在编译器根据模板寻找重载函数的时候，如果一个重载的模板替换失败，那么编译器会去寻找其他的重载，直到最后找不到了再报错，由此可以通过一组函数重载过一个过滤器，根据不同的模板参数执行做不同的返回值，通过返回值来达到类型筛选和查错的目的。

C++17的Concept也是基于SFINAE的，好激动。

只看了type SFINAE，expression的还没看，也不准备看了，感觉没什么卵用，还是过段时间买那本C++模板元编程系统学习一下吧。

这里翻译了一下cppreference.com上的东西：

以下属于SFINAE错误

• 尝试实例化一个包含多个不同长度包的包扩展（没看懂，这是什么意思）
• 尝试创建一个void数组，引用的数组，函数的数组，抽象类的数组，负数或零长度的数组
• 尝试在::运算符左侧使用一个非类或枚举类型
• 尝试使用一个类型的成员，若：尝试创建一个指向引用的指针
  • 该类型不包含此成员
  • 在需要类型的地方，这个成员不是类型
  • 在需要模板的地方，这个成员不是模板类型
  • 在需要非类型的地方，这个成员不是非类型
• 尝试创建一个void引用
• 尝试创建一个指向T的成员的指针，但T不是类类型
• 尝试给非类型模板参数一个错误类型的值
• 尝试在以下情形进行一个无效转换：尝试创建一个参数是void类型的函数
  • 在模板参数表达式中
  • 在函数声明表达式中
• 尝试创建一个返回函数或数组的函数
• 尝试创建一个const volatile修饰的函数
• 尝试创建一个参数或返回值是抽象类的函数

自己也没写什么东西，对这套路子不是很熟，等我把C++那些奇怪的语法和指针声明什么的弄明白了这里也就该差不多了。