基本上，情况如下：
我有一个类模板（使用一个length类型的模板参数int）并想引入一个静态数组。这个数组应该是长度length并且包含元素1到length.
到目前为止，代码如下所示：
template<int length>
class myClass{
static int array[length];
};
然后我想写一行来初始化数组
// of course, the line below does not work as intended.
template<int length> int myClass<length>::array[length]={1,2, ..., length};
（如何）这可以实现吗？
你不能用 C 风格的数组来做到这一点，因为它们没有值语义。
但是，如果您使用类似的东西，std::tr1::array那么您可以通过初始化函数结果或使用生成这些值的迭代器轻松地做您想做的事情。
使用“静态构造函数”成语。
// 编辑 2
#include <iostream>
template<int length>
class myClass {
public:
typedef int ArrayType[length];
static struct StaticData {
ArrayType array;
StaticData()
{
for (int i = 0; i < length; i++) array[i] = i;
}
}
static_data;
static ArrayType &array;
};
template<int length>
typename myClass<length>::StaticData myClass<length>::static_data;
template<int length>
typename myClass<length>::ArrayType &myClass<length>::array = myClass<length>::static_data.array;
int main(int argc, char** argv) {
const int LEN = 5;
for (int i = 0; i < LEN; i++) {
std::cout << myClass<LEN>::array[i];
}
}
您可以编写一个包装类，但我确信有更清洁的解决方案：
template <size_t length>
class array_init_1_to_n
{
int array[length];
public:
array_init_1_to_n()
{
for (int i = 0; i < length; ++i)
{
array[i] = i + 1;
}
}
operator int*()
{
return array;
}
operator const int*() const
{
return array;
}
};
template<size_t length>
class myClass{
static array_init_1_to_n<length> array;
};
似乎很难。我能想到的最接近的方法如下：
template<int length>
class myClass
{
public:
myClass()
{
static InitializeArray<length> initializeArray(&array);
}
template<int length>
class InitializeArray
{
public:
InitializeArray(int* array)
{
for(int i = 0; i < length ; ++i)
array[i] = i;
}
};
static int array[length];
static myClass instance;
};
template<int length> int myClass<length>::array[length];
template<int length> myClass myClass::instance;
您不能将数组包装在静态函数中吗，例如，
template<int length>
class myClass {
static int* myArray() {
static bool initd = false;
static int array[length];
if(!initd) {
for(int i=0; i<length; ++i) {
array[i] = i+1;
}
initd = true;
}
return array;
};
};
然后像访问它一样，
myClass<4>::myArray()[2] = 42;
它将在第一次使用时初始化，并且在后续访问时，因为initd它是静态的，所以if(!initd)将是错误的，并且将跳过初始化步骤。
我认为这只适用于 C++0x。在 C++03 中，无论您做什么 - 您最终都会得到一个动态初始化的数组，因此可能会出现初始化顺序问题。下面的 C++0x 代码就不会有这样的问题。
template<int...>
struct myArray;
template<int N, int ...Ns>
struct myArray<N, Ns...> : myArray<N-1, N, Ns...> { };
template<int ...Ns>
struct myArray<0, Ns...> {
static int array[sizeof...(Ns)];
};
template<int ...Ns>
int myArray<0, Ns...>::array[sizeof...(Ns)] = { Ns... } ;
template<int length>
class myClass : myArray<length> {
using myArray<length>::array;
};
在静态构造函数中嵌入一个 for 循环，该构造函数运行到一定长度，它与使用初始化程序基本相同：
for(int i = 0; i < length; i++)
array[i] = i + 1;
下面是一个使用 Boost.MPL 的例子：
#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <boost/mpl/range_c.hpp>
#include <boost/mpl/string.hpp>
template<std::size_t length>
struct myClass {
static const std::size_t Length = length;
typedef typename boost::mpl::c_str< boost::mpl::range_c<std::size_t, 1, length + 1> > Array;
};
int main() {
// check whether the array really contains the indented values
typedef myClass<10> test;
for (std::size_t i = 0; i < test::Length; ++i) {
std::cout << test::Array::value[i] << std::endl;
}
}
请注意，数组大于length; 目前它的大小是固定的。
您可以使用其他静态成员的显式模板实例化，其构造函数负责填写条目：
template<int length>
class myClass{
public:
static int array[length];
typedef enum{LENGTH=length} size_;
struct filler
{
filler(void)
{
for(int i=0;i<LENGTH;++i)
array[i]=i+1;
}
};
static filler fill_;
};
// of course, the line[s] below now do work as intended.
template<int length>
int myClass<length>::array[length];
//static member definition
template<int length>
typename myClass<length>::filler myClass<length>::fill_;
//explicit template instantiation
template myClass<5>::filler myClass<5>::fill_;
int main(void)
{
for(int i=0;i<myClass<5>::LENGTH;++i)
cout<<myClass<5>::array[i]<<endl;
return 0;
}
或者，由于 Benoit 已经在上面展示了类似（可能更好）的解决方案，这里有一个模板递归版本，只是为了好玩：
//recursive version:
template<int length>
class myClass{
public:
static int array[length];
typedef enum{LENGTH=length} size_;
static void do_fill(int* the_array)
{
the_array[LENGTH-1]=LENGTH;
myClass<length-1>::do_fill(the_array);
}
struct filler
{
filler(void)
{
/*for(int i=0;i<LENGTH;++i)
array[i]=i+1;*/
do_fill(array);
}
};
static filler fill_;
};
//explicit specialization to end the recursion
template<>
class myClass<1>{
public:
static int array[1];
typedef enum{LENGTH=1} size_;
static void do_fill(int* the_array)
{
the_array[LENGTH-1]=LENGTH;
}
};
//definition of the explicitly specialized version of the array
//to make the linker happy:
int myClass<1>::array[1];
// of course, the line below does not work as intended.
template<int length>
int myClass<length>::array[length];
//static member definition
template<int length>
typename myClass<length>::filler myClass<length>::fill_;
//explicit template instantiation
template myClass<5>::filler myClass<5>::fill_;
int main(void)
{
for(int i=0;i<myClass<5>::LENGTH;++i)
cout<<myClass<5>::array[i]<<endl;
return 0;
}
现在，不同的编译器支持不同级别的模板递归（而且这种技术编译器很昂贵）所以，小心......“Here Be Dragons”;-)
哦，还有一件事，你不需要在myClass的专门版本中重新定义数组，这样你就可以摆脱实例化数组[1]：
//explicit specialization to end the recursion
template<>
class myClass<1>{
public:
typedef enum{LENGTH=1} size_;
static void do_fill(int* the_array)
{
the_array[LENGTH-1]=LENGTH;
}
};