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Estoy utilizando templates en C++ y soy nueva en esto por lo que no acabo de entender la forma de "reutilizar" las funciones independientemente del tipo de dato.

Dispongo del código mostrado a continuación:

template<typename T>
const T &min(const T &a, const T &b)
{
  if ( a < b )
        return a;
  else  return b;
}

Gracias a este código es posible utilizarlo para tipos de datos diferentes:

int main()
{
    cout << min( 7, 8 ) << endl;
    cout << min( string( "hola" ), string( "adiós") ) << endl;
}

Sin embargo, los tipos de datos tienen que ser iguales... ¿Cómo habría que cambiar el código para que funcionase lo siguiente (da un error al compilar)?

int main()
{
    cout << min( 7, string( "hola" ) ) << endl;
}

2 respuestas 2

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Para que una plantilla (template) reciba dos tipos de datos diferentes, debes indicarle que puede trabajar con dos tipos diferentes:

template <typename primer_tipo, typename segundo_tipo>
???? min(const primer_tipo &p, const segundo_tipo &s)
{
    if ( p < s )
        return p;
    else  return s;
}

Pero esto nos trae un problema ¿cuál de los dos tipos debe devolver la función? La respuesta obvia es "el tipo del valor que fuese menor", pero no existe ningún mecanismo en C++ para hacer que una función pueda devolver dos tipos diferentes.

Sin embargo podemos usar una std::variant:

template <typename primer_tipo, typename segundo_tipo>
std::variant<primer_tipo, segundo_tipo> min(const primer_tipo &p, const segundo_tipo &s)
{
    if ( p < s )
        return p;
    else  return s;
}

La std::variant es un tipo de datos que puede contener uno de los datos del tipo con que se la defina. Pero eso no significa que el código vaya a funcionar, significa que la función min podrá aceptar dos tipos diferentes. Si hacemos la llamada que propones:

min( 7, string( "hola" ) )

El código no compilará porque no existe un operador menor que (<) que compare enteros con cadenas, por suerte podemos definir uno:

bool operator<(const int &i, const std::string &s)
{
    return i < s.length();
}

De esta manera, el siguiente código:

auto m1 = min(7, std::string{"hola"});
auto m2 = min(10, std::string{"patatas fritas con ketchup y mayonesa"});

En m1 tendremos "hola" y en m2 tendremos 10. Puedes ver el código funcionando en Wandbox 三へ( へ՞ਊ ՞)へ ハッハッ.

El operador que defines se hace para operar con un dato de tipo int y otro string, pero ¿Cómo se podría hacer para dos tipos int, para dos tipos string? ¿Habría que repetir el código para cada uno o se puede hacer de forma genérica?

No se pueden sobrecargar operadores para tipos fundamentales así que no se podrá crear un operador de comparación para dos int, en cuanto al operador de comparación de dos string, éste ya existe. Si quieres generalizar la comparación "valor escalar" contra "cadena" debemos usar de nuevo plantillas:

template <typename escalar>
bool operator<(const escalar &e, const std::string &s)
{
    static_assert(is_scalar_v<escalar>, "Debe ser un escalar!");
    const auto length = s.length();
    return static_cast<decltype(length)>(e) < length;
}

El operador anterior funcionará siempre que compares un escalar (números) contra un std::string, pero sólo funciona con un tipo de cadena de caracteres, podemos ir un paso más allá:

template <typename escalar, typename caracter>
bool operator<(const escalar &e, const std::basic_string<caracter> &s)
{
    static_assert(std::is_scalar_v<escalar>, "Debe ser un escalar!");
    const auto length = s.length();
    return static_cast<decltype(length)>(e) < length;
}

Con este cambio podrás comparar cualquier escalar con cualquier tipo de cadena (std::string, std::wstring, std::u16string, ... ), si comparas un dato no escalar con una cadena dará un fallo de compilación con el mensaje:

static assertion failed: Debe ser un escalar!

Puedes ver el código funcionando en Wandbox 三へ( へ՞ਊ ՞)へ ハッハッ.

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  • Los test que se hacen para comprobar si es un escalar o no, ¿se podría hacer con SFINAE, es decir con enable_if...?
    – adamista
    Commented el 29 may. 2018 a las 10:33
  • @adamista Si, se podría hacer con SFINAE, pero con static_assert se consigue el mismo resultado (fallo cuando el tipo no es adecuado) con menos código. Commented el 29 may. 2018 a las 10:38
  • Pero por lo que tengo entendido, de esta manera se entraría en el método del operador y con SFINAE si se chequease el argumento que se pasa como parámetro ya no entraría en el operador. ¿es esto correcto?
    – adamista
    Commented el 29 may. 2018 a las 10:40
  • @adamista No es correcto. SFINAE nos permite personalizar el comportamiento de una plantilla en base a sus parámetros pero siempre debe haber una (y sólo una) substitución de parámetro o en caso contrario sí que se desemboca en un error de compilación (bastante críptico además). Aplicar SFINAE en este caso nos permitiría seleccionar entre escalar y no-escalar; dado que (aparentemente) sólo queremos el comportamiento para escalar, deberíamos provocar un error en la rama SFINAE que da lugar a no-escalar. Commented el 29 may. 2018 a las 10:44
  • Ok, gracias. Entendido
    – adamista
    Commented el 29 may. 2018 a las 10:45
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¿Cómo habría que cambiar el código para que funcionase lo siguiente (da un error al compilar)?

Si en la plantilla únicamente defines un tipo (en este caso T):

template<typename T> 
const T &min(const T &a, const T &b)
{
  if ( a < b )
        return a;
  else  return b;
}

Esa T solo podrá ser sustituída por un único tipo, como por ejemplo int:

const int &min(const int &a, const int &b)
{
  if ( a < b )
        return a;
  else  return b;
}

Si necesitas que la función use dos tipos diferentes debes declarar dos tipos distintos:

template<class T, class U> 
const /* ¿? */ &min(const T &a, const U &b)
{
  return (a < b)? a : b;
}

Ahora, para que compile correctamente solo necesitas que exista un operador de comparación < entre los dos tipos que vayas a usar... Pero aquí nos encontramos con otro problema y es... ¿qué devolvemos aquí? Yo he asumido que se devuelve el tipo T pero... ¿Qué sucede si se necesita devolver b que es de tipo U? ¿Y si resulta que no se puede convertir U en T?

En el caso del tipo de retorno no hay una solución buena y, lamento confirmarte, el tipo de retorno tiene que estar determinado en tiempo de compilación y tu necesitas que dicho tipo se determine en tiempo de ejecución.

Una posibilidad... si puedes trabajar con C++17 es que uses std::variant:

template<class T, class U>
std::variant<T,U> Min(T const& a, U const& b)
{
  return (a < b)? a : b;
}

int main()
{
  for( int i=4; i<6; i++ )
  {
    auto resultado = Min(i,4.5);

    if( auto intPtr = std::get_if<int>(&resultado) )
    {
      std::cout << *intPtr << '\n';
    }
    else
    {
      auto num = std::get<double>(resultado);
      std::cout << num << '\n';
    }
  }
}

Pero ya vemos que su uso no es demasiado amigable... pero funciona.

¿cómo se podría crear el operador < para que tenga en cuenta a todos los tipos de dato (class T, class U...)?

La sobrecarga del operador < no entraña demasiado misterio:

bool operator<(int a,std::string const& b)
{
  return a < b.length();
}

template<class T, class U>
std::variant<T,U> Min(T const& a, U const& b)
{
  if( a < b)
    return a;
  return b;
}

int main()
{
  for( int i=4; i<6; i++ )
  {
    auto resultado = Min(i,std::string("abcde"));

    if( auto intPtr = std::get_if<int>(&resultado) )
    {
      std::cout << *intPtr << '\n';
    }
    else
    {
      auto num = std::get<std::string>(resultado);
      std::cout << num << '\n';
    }
  }
}
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  • Gracias por contestar tan rápido. Entonces si lo he entendido bien si se ponen 3 clases en la definición de template<class ...> se podría indicar una para el resultado, otra para el primer operando y la otra para el segundo. ¿Es esto correcto?
    – adamista
    Commented el 25 may. 2018 a las 10:56
  • @adamista sí... pero tendrías que vigilar que tanto T como U se pueden convertir al tipo de retorno y esa ya es una solución un tanto dependiente de los requisitos
    – eferion
    Commented el 25 may. 2018 a las 10:57
  • Gracias @eferion Por otro lado, ¿cómo se podría crear el operador < para que tenga en cuenta a todos los tipos de dato (class T, class U...)?
    – adamista
    Commented el 25 may. 2018 a las 10:58
  • El operador que defines se hace para operar con un dato de tipo int y otro string, pero ¿Cómo se podría hacer para dos tipos int, para dos tipos string? ¿Habría que repetir el código para cada uno o se puede hacer de forma genérica?
    – adamista
    Commented el 25 may. 2018 a las 11:11
  • 1
    @adamista necesitas sobrecargar una vez más el operador para que pueda comparar un double y la cadena
    – eferion
    Commented el 25 may. 2018 a las 11:21

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