C++从对象获取模板类型

Question

我正在开发一个GUI应用程序。
我的GUI应用程序类是一个单例，它依赖于一个模板化的互斥锁和一个模板化的事件处理任务。

// GUIApplication.hpp
#include 

template
class GUIApplication
{
public:
    GUIApplication()
    {
        m_pInstance = this;
    }

    static Mutex_T& getMutexInstance()
    {
        assert(nullptr != m_pInstance);
        return m_pInstance->m_GuiMutex;
    }

private:
    inline static GUIApplication* m_pInstance = nullptr;

    Task_T m_eventTask;
    
    Mutex_T m_GuiMutex;
};

现在我有一些其他类需要在执行操作前锁定这个互斥锁。然而，我不想把这些其他类也做成模板类。是否有办法从当前GUIApplication实例“派生”或“保存”模板类型？

// Foo.hpp
class Foo
{
public:
    Foo();
};

// Foo.cpp
#include 

Foo::Foo()
{
    // 在这里（显然）模板自动类型推断失败
    // auto lock = std::scoped_lock(GUIApplication::getMutexInstance());

    // 要在这里执行一些操作...
}

谢谢大家的帮助！

Peter Boughton · Answer

显然，你无法避免为GUIApplication指定模板参数，因此GUIApplication::getMutexInstance不能直接使用。

(1) 通过别名构建GUIApplication
然而，巧妙地使用别名可以帮助你避免重复代码：

using Mutex = std::mutex;
using Task = MyTask;
using App = GUIApplication;

auto lock = std::scoped_lock(App::getMutexInstance());

(2) 从GUIApplication中提取别名
类似地，你可以在GUIApplication中添加别名成员，以便更容易从中提取出模板参数：

template
class GUIApplication {
public:
    using Task = Task_T;
    using Mutex = Mutex_T;
    // ...
};

// ...
using App = GUIApplication;
using Task = App::Task;
using Mutex = App::Mutex;

这种模式在标准库中非常常见，例如std::string::size_type、std::vector::value_type等。

ircmaxell · Answer

你可以实现一个自定义的类型特征来按索引获取模板参数。

以下是一个快速且简陋的实现示例，该实现依赖于std::tuple和std::tuple_element_t，但你也可以选择不使用这些工具并正确地实现（如果需要的话）。

#include 
#include 

template 
struct template_param;

template  typename T, typename... TArgs>
struct template_param>
{
    using type = std::remove_pointer_t>>;
};

template 
using template_param_t = typename template_param::type;

然后在代码中这样使用它：

#include 

template 
struct GuiApplication
{
};

struct Task;
struct Mutex;

int main()
{
    auto app = GuiApplication{};
    static_assert(std::is_same_v, Task>);
    static_assert(std::is_same_v, Mutex>);
}

不过请注意，这种方法并不能解决你编译失败的例子，它只是获取模板参数的一种替代方法。

为了真正解决你的错误，我更倾向于采用Jan Schultke建议的方法，即通过别名化GuiApplication并让编译器自动推导所有内容。