如何在for循环中使用const变量来生成模板类？

我有一个类似的代码

template <size_t N>
class A
{
    template <size_t N>
    someFunctions() {};
};

现在，我想创建该类的实例，并在for循环中为一组许多值（例如，

// in main()

int main()
{
    for (int i = 1; i <= 100; i++)
    {
        const int N = i;  // dont know how to do this
        A<N> a;
        a.functionCalls();
    }
}

这个怎么做？希望有一种方法可以做到这一点。

这将需要一个叫做a的东西template for，这是预期的形式扩展语句将要采用的东西，这看起来像一个for循环，但实际上是函数中的模板化块被实例化了多次。

当然，有一种解决方法。我们可以滥用泛型lambda来声明某种本地模板化的块并自己实例化：

template <typename T, T... S, typename F>
constexpr void for_sequence(std::integer_sequence<T, S...>, F f) {
    (static_cast<void>(f(std::integral_constant<T, S>{})), ...);
}

此函数采用整数序列，并将λ实例化的F时间与序列的长度一样多。

它的用法如下：

for_sequence(std::make_index_sequence<100>(), [](auto N) { /* N is from 0 to 99 */
  A<N + 1> a; /* N + 1 is from 1 to 100 */
  a.functionCalls();
});

在这里，N可以作为模板参数发送，因为它是一个具有将constexpr转换为整数类型的运算符的对象。更确切地说，它的std::integral_constant价值不断提高。

现场例子

的N需要是编译时间常数，这与正常的for循环是不可能的。

但是，有许多解决方法。例如，受此SO帖子的启发，您可以执行以下操作。 （观看现场演示）

template<size_t N>
class A
{
public:
    // make the member function public so that you can call with its instance
    void someFunctions()
    {
        std::cout << N << "\n";
    };
};

template<int N> struct AGenerator
{
    static void generate()
    {
        AGenerator<N - 1>::generate();
        A<N> a;
        a.someFunctions();
    }
};

template<> struct AGenerator<1>
{
    static void generate()
    {
        A<1> a;
        a.someFunctions();
    }
};

int main()
{
    // call the static member for constructing 100 A objects
    AGenerator<100>::generate();
}

打印1到100

在c ++ 17中，可以使用将以上内容简化为单个模板AGenerator类（即，可以避免专门化）if constexpr。（观看现场演示）

template<std::size_t N>
struct AGenerator final
{
    static constexpr void generate() noexcept
    {
        if constexpr (N == 1)
        {
            A<N> a;
            a.someFunctions();
            // .. do something more with `a`
        }
        else
        {
            AGenerator<N - 1>::generate();
            A<N> a;
            a.someFunctions();
            // .. do something more with `a`
        }
    }
};

输出：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

如果提供迭代范围，则可以使用以下内容。（观看现场演示）

template<std::size_t MAX, std::size_t MIN = 1> // `MIN` is set to 1 by default
struct AGenerator final
{
    static constexpr void generate() noexcept
    {
        if constexpr (MIN == 1)
        {
            A<MIN> a;
            a.someFunctions();
            // .. do something more with `a`
            AGenerator<MAX, MIN + 1>::generate();
        }
        else if constexpr (MIN != 1 && MIN <= MAX)
        {
            A<MIN> a;
            a.someFunctions();
            // .. do something more with `a`
            AGenerator<MAX, MIN + 1>::generate();
        }
    }
};

int main()
{
    // provide the `MAX` count of looping. `MIN` is set to 1 by default
    AGenerator<10>::generate();
}

输出与上述版本相同。

在C ++ 20中，您可以使用模板lambda，因此您可以尝试以下操作

[]<int ... Is>(std::integer_sequence<int, Is...>)
 { (A<Is+1>{}.functionCall(), ...); }
   (std::make_integer_sequence<int, 100>{});

下面是一个完整的编译示例，该示例打印从0到99的所有数字

#include <utility>
#include <iostream>

int main()
 {
  []<int ... Is>(std::integer_sequence<int, Is...>)
   { (std::cout << Is << std::endl, ...); }
     (std::make_integer_sequence<int, 100>{});
 }

一种实现方法是使用模板元编程，如下所示：

#include <iostream>

template <std::size_t N>
struct A {
  void foo() { std::cout << N << '\n'; }
};

template <std::size_t from, std::size_t to>
struct call_foo {
  void operator()() {
    if constexpr (from != to) {
      A<from + 1>{}.foo();
      call_foo<from + 1, to>{}();
    }
  }
};

int main() { call_foo<0, 100>{}(); }

仅出于完整性-如果仅从循环调用函数的用途，是否真的需要对类或函数进行模板化？

如果是这样，并且您不想手写，请查看boost.hana。