Почему я не могу использовать значение float в качестве параметра шаблона?

Когда я пытаюсь использовать float в качестве параметра шаблона, компилятор плачет за этот код, а int работает нормально.

Это потому, что я не могу использовать float в качестве параметра шаблона?

#include<iostream>
using namespace std;

template <class T, T defaultValue>
class GenericClass
{
private:
    T value;
public:
    GenericClass()
    {
        value = defaultValue;
    }

    T returnVal()
    {
        return value;
    }
}; 


int main()
{
    GenericClass <int, 10> gcInteger;
    GenericClass < float, 4.6f> gcFlaot;

    cout << "\n sum of integer is "<<gcInteger.returnVal();
    cout << "\n sum of float is "<<gcFlaot.returnVal();

    return 0;       
}

Ошибка:

main.cpp: In function `int main()':
main.cpp:25: error: `float' is not a valid type for a template constant parameter
main.cpp:25: error: invalid type in declaration before ';' token

main.cpp:28: error: request for member `returnVal' in `gcFlaot',
                    which is of non-class type `int'

Я читаю "Структуры данных для игровых программистов" Рона Пентона, автор передает float, но когда я пытаюсь, он, похоже, не компилируется.

Ответ 1

В текущем стандарте С++ не разрешается использовать float (то есть действительный номер) или литералы символьной строки в качестве параметров шаблона, не являющегося типом. Конечно, вы можете использовать типы float и char * как обычные аргументы.

Возможно, автор использует компилятор, который не соответствует текущему стандарту?

Ответ 2

ПРОСТОЙ ОТВЕТ

Стандарт не допускает использование плавающих точек в качестве несимвольных шаблонных аргументов, о которых можно прочитать в следующем разделе стандарта С++ 11;

14.3.2/1 Шаблон не-типа аргументов [Temp.arg.nontype]

Аргумент шаблона для непигового шаблона-шаблона без шаблона должен быть одним из:

для нетипового шаблона-параметра интегрального или перечисляемого типа, преобразованное константное выражение (5.19) типа Шаблон-параметров;

имя несимметричного шаблона; или

постоянное выражение (5.19), которое обозначает адрес объекта со статическим временем хранения и внешней или внутренней связью или функцию с внешней или внутренней связью, включая функцию шаблоны и шаблоны-шаблоны функций, но исключая нестатический класс члены, выраженные (игнорируя круглые скобки) как и id-выражение, за исключением что и может быть опущено, если имя относится к функции или массиву и должен быть опущен, если соответствующий шаблон-параметр является Справка; или

константное выражение, которое вычисляет значение нулевого указателя (4.10); или

константное выражение, которое вычисляет значение указателя нулевого элемента (4.11); или

указатель на элемент, выраженный как описано в 5.3.1.

Но.. но.. ПОЧЕМУ??

Вероятно, это связано с тем, что вычисления с плавающей запятой не могут быть представлены точно. Если бы это было разрешено, это могло бы/приводило бы к ошибочному/странному поведению при выполнении чего-то такого:

func<1/3.f> (); 
func<2/6.f> ();

Мы хотели вызывать одну и ту же функцию дважды, но это может быть не так, поскольку представление с плавающей запятой двух вычислений не гарантируется точно.

Как я представляю значения с плавающей запятой в качестве аргументов шаблона?

С помощью C++11 вы можете написать несколько довольно продвинутых константных выражений (constexpr), которые будут вычислять числитель/знаменатель времени компиляции с плавающим значением, а затем передавать эти два в виде отдельных целых аргументов.

Не забудьте указать какой-то порог, так что значения с плавающей запятой, близкие друг к другу, получат один и тот же числитель/знаменатель, иначе это будет бессмысленно, так как тогда он даст тот же результат, о котором упоминалось ранее, как причина не позволять значениям с плавающей запятой как аргументы шаблона non-type.

Ответ 3

Просто для того, чтобы указать одну из причин, почему это ограничение (по крайней мере в текущем стандарте).

При сопоставлении специализированных шаблонов компилятор сопоставляет аргументы шаблона, включая аргументы не-типа.

По самой своей природе значения с плавающей запятой не являются точными, и их реализация не указана стандартом С++. В результате трудно решить, когда два аргумента non-типа с плавающей запятой действительно соответствуют:

template <float f> void foo () ;

void bar () {
    foo< (1.0/3.0) > ();
    foo< (7.0/21.0) > ();
}

Эти выражения не обязательно приводят к одному и тому же "битовому шаблону", и поэтому было бы невозможно гарантировать, что они использовали одну и ту же специализацию - без специальной формулировки, чтобы покрыть это.

Ответ 4

Действительно, вы не можете использовать float-литералы в качестве параметров шаблона. См. раздел 14.1 ( "Параметр шаблона, не относящийся к типу, должен иметь один из следующих (необязательно cv-квалифицированных) типов..." ) of стандарт.

Вы можете использовать ссылку на float в качестве параметра шаблона:

template <class T, T const &defaultValue>
class GenericClass

.
.

float const c_four_point_six = 4.6; // at global scope

.
.

GenericClass < float, c_four_point_six> gcFlaot;

Ответ 5

Оберните параметр в свой класс как constexprs. Эффективно это похоже на черту, поскольку она параметризует класс с набором поплавков.

class MyParameters{
    public:
        static constexpr float Kd =1.0f;
        static constexpr float Ki =1.0f;
        static constexpr float Kp =1.0f;
};

а затем создайте шаблон с типом класса в качестве параметра

  template <typename NUM, typename TUNING_PARAMS >
  class PidController {

      // define short hand constants for the PID tuning parameters
      static constexpr NUM Kp = TUNING_PARAMS::Kp;
      static constexpr NUM Ki = TUNING_PARAMS::Ki;
      static constexpr NUM Kd = TUNING_PARAMS::Kd;

      .... code to actually do something ...
};

а затем используйте его так...

int main (){
    PidController<float, MyParameters> controller;
    ...
    ...
}

Это позволяет компилятору гарантировать, что для каждого экземпляра шаблона с одним и тем же пакетом параметров создается только один экземпляр кода. Это касается всех проблем, и вы можете использовать float и doubles как constexpr внутри шаблонного класса.

Ответ 6

Если у вас нормально фиксированное значение по умолчанию для типа, вы можете создать тип, чтобы определить его как константу и специализировать его по мере необходимости.

template <typename T> struct MyTypeDefault { static const T value; };
template <typename T> const T MyTypeDefault<T>::value = T();
template <> struct MyTypeDefault<double> { static const double value; };
const double MyTypeDefault<double>::value = 1.0;

template <typename T>
class MyType {
  public:
    MyType() { value = MyTypeDefault<T>::value; }
  private:
    T value;
 };

Если у вас есть С++ 11, вы можете использовать constexpr при определении значения по умолчанию. С С++ 14 MyTypeDefault может быть переменной шаблона, которая синтаксически немного чиста.

//C++14
template <typename T> constexpr T MyTypeDefault = T();
template <> constexpr double MyTypeDefault<double> = 1.0;

template <typename T>
class MyType {
  private:
    T value = MyTypeDefault<T>;
 };

Ответ 7

Вы всегда можете подделать его...

#include <iostream>

template <int NUM, int DEN>
struct Float
{
    static constexpr float value() { return (float)NUM / (float)DEN; }
    static constexpr float VALUE = value();
};

template <class GRAD, class CONST>
struct LinearFunc
{
    static float func(float x) { return GRAD::VALUE*x + CONST::VALUE; }
};


int main()
{
    // Y = 0.333 x + 0.2
    // x=2, y=0.866
    std::cout << " func(2) = "
              << LinearFunc<Float<1,3>, Float<1,5> > ::func(2) << std::endl;
}

Ссылка: http://code-slim-jim.blogspot.jp/2013/06/c11-no-floats-in-templates-wtf.html

Ответ 8

Если вам не нужно, чтобы double являлся константой времени компиляции, вы можете передать ее как указатель:

#include <iostream>

extern const double kMyDouble = 0.1;;

template <const double* MyDouble>
void writeDouble() {
   std::cout << *MyDouble << std::endl; 
}

int main()
{
    writeDouble<&kMyDouble>();
   return 0;
}

Ответ 9

Если вы хотите представлять только фиксированную точность, вы можете использовать такую технику, чтобы преобразовать параметр float в int.

Например, массив с коэффициентом роста 1,75 может быть создан следующим образом, предполагая 2 цифры точности (разделите на 100).

template <typename _Kind_, int _Factor_=175>
class Array
{
public:
    static const float Factor;
    _Kind_ * Data;
    int Size;

    // ...

    void Resize()
    {
         _Kind_ * data = new _Kind_[(Size*Factor)+1];

         // ...
    }
}

template<typename _Kind_, int _Factor_>
const float Array<_kind_,_Factor_>::Factor = _Factor_/100;

Если вам не нравится представление 1,75 как 175 в списке аргументов шаблона то вы всегда можете обернуть его в какой-то макрос.

#define FloatToIntPrecision(f,p) (f*(10^p))

template <typename _Kind_, int _Factor_=FloatToIntPrecision(1.75,2)>
// ...

Ответ 10

Другие ответы дают веские причины, по которым вам, вероятно, не нужны параметры шаблона с плавающей запятой, но реальное препятствие IMO заключается в том, что равенство с использованием '==' и битовое равенство не совпадают:

-0.0 == 0.0, но 0.0 и -0.0 не являются поразрядными
NAN != NAN

Ни один из видов равенства не может быть хорошим подтверждением равенства типов: конечно, пункт 2. делает использование == недействительным для определения равенства типов. Вместо этого можно использовать битовое равенство, но тогда x != y не означает, что MyClass<x> и MyClass<y> - это разные типы (на 2.), что было бы довольно странно.