template <typename T, std::size_t TAMANYO>
struct arreglo
{
using value_type = T; // (1)
using arreglo_type = arreglo;
template <std::size_t INICIO, std::size_t SUB_TAMANYO>
struct sub_arreglo;
{
using value_type = arreglo_type::value_type *; // (2)
static constexpr auto inicio = INICIO;
static constexpr auto sub_tamanyo = SUB_TAMANYO;
value_type datos[sub_tamanyo]{}; // (3)
};
};
El diseño que estás proponiendo te obligaría a usar sub_arreglo
de la siguiente forma:
struct arreglo<int,10>::sub_arreglo<2,3> x = a.sub<2,2>();
Tener las dos estructuras anidadas te puede complicar determinadas operaciones con la clase sub_arreglo
. Así, puede no ser trivial hacer una comparación entre dos subconjuntos si el arreglo inicial tiene diferente tamaño:
arreglo<int,10> a;
arreglo<int,20> b;
arreglo<int,10>::sub_arreglo<2,2> x = a.sub<2,2>();
arreglo<int,20>::sub_arreglo<2,2> y = b.sub<2,2>();
if( x == y ) // x e y son de tipos distintos
// ...
Lo recomendable en este caso es que sub_arreglo
sea una clase independiente de arreglo
, de tal forma que:
arreglo<int,10> a;
arreglo<int,20> b;
sub_arreglo<int,2,2> x = a.sub<2,2>();
sub_arreglo<int,2,2> y = b.sub<2,2>();
if( x == y ) // x e y son del mismo tipo
// ...
Lo que sucede ahora es que sub_arreglo
necesita conocer de forma explícita el tipo de datos a los que va a apuntar:
template <class T, std::size_t INICIO, std::size_t TAMANYO>
struct sub_arreglo
{
// ...
};
El problema que nos podemos encontrar entonces es que si dos sub_arreglo
tienen inicios diferentes entonces sus tipos van a ser distintos aunque el tamaño sea el mismo:
arreglo<int,10> a;
arreglo<int,20> b;
sub_arreglo<int,2,2> x = a.sub<2,2>();
sub_arreglo<int,4,2> y = b.sub<4,2>();
if( x == y ) // x e y son de tipos distintos
// ...
Esto da a entender que la posición de inicio no debería formar parte de sub_arreglo
:
template <class T, std::size_t TAMANYO>
struct sub_arreglo
{
// ...
};
Comentas que te gustaría que el resultado estuviese calculado en tiempo de compilación. Bien, esto no es posible porque los valores de arreglo
no son conocidos en tiempo de compilación. Ahí no estás manipulando tipos sino valores editables por el usuario, luego el precálculo en tiempo de compilación no es posible.
Una posible solución sería entonces:
template <class T, std::size_t TAMANYO>
struct sub_arreglo
{
using value_type = T*;
static constexpr auto tamanyo = TAMANYO;
value_type datos[TAMANYO];
template<class Iterator>
sub_arreglo(Iterator begin, Iterator end)
{
for( auto i = 0; begin!=end; ++begin, ++i)
{
datos[i] = &(*begin);
}
}
};
template <typename T, std::size_t TAMANYO>
struct arreglo
{
T datos[TAMANYO];
static constexpr auto tamanyo = TAMANYO;
template<size_t INICIO, size_t SUB_TAMANYO>
sub_arreglo<T,SUB_TAMANYO> sub()
{
auto it = std::next(std::begin(datos),INICIO);
auto itEnd = std::next(it,SUB_TAMANYO);
return sub_arreglo<T,SUB_TAMANYO>(it,itEnd);
}
};
int main() {
arreglo<int,10> a;
for( auto i=0u; i<a.tamanyo; i++)
a.datos[i] = i;
auto x = a.sub<2,2>();
for( auto i=0u; i<x.tamanyo; i++)
std::cout << *x.datos[i] << '\n';
}
Para crear rangos en tiempo de compilación puedes aprovecharte de los variadic templates. Te pongo un ejemplo para sacar rangos de números:
template<class T, size_t... Args> struct Array {
static const T data[sizeof...(Args)];
};
template<class T, size_t... Args>
const T Array<T,Args...>::data[sizeof...(Args)] = { static_cast<T>(Args)... };
template<size_t Contador, class T, size_t Actual, size_t... Args>
struct GeneradorArrayImpl {
using result = typename GeneradorArrayImpl<Contador-1, T, Actual+1, Args..., Actual>::result;
};
template<class T, size_t Actual, size_t... Args>
struct GeneradorArrayImpl<0, T, Actual, Args...> {
using result = Array<T, Args...>;
};
template<class T, size_t Inicio, size_t Total>
struct GeneradorArray {
using type = typename GeneradorArrayImpl<Total,T,Inicio>::result;
};
int main() {
const size_t inicio = 2;
const size_t total = 8;
using array = GeneradorArray<int,inicio,total>::type;
for (size_t i=0; i<total; ++i)
std::cout << array::data[i] << '\n';
}
¿Cómo funciona el ejemplo anterior? De la siguiente forma:
GeneradorArray<int,inicio,total>
se convierte en GeneradorArray<int,2,8>
. GeneradorArray<int,2,8>::type
se calcula a partir de GeneradorArrayImpl<8,int,2>::result
. Esta llamada genera la siguiente secuencia recursiva:
GeneradorArrayImpl<8,int,2>::result = GeneradorArrayImpl<7,int,3,2>::result
. Para siguientes pasos omito la igualdad por legibilidad
GeneradorArrayImpl<7,int,3,2>
GeneradorArrayImpl<6,int,4,2,3>
GeneradorArrayImpl<5,int,5,2,3,4>
GeneradorArrayImpl<4,int,6,2,3,4,5>
GeneradorArrayImpl<3,int,7,2,3,4,5,6>
GeneradorArrayImpl<2,int,8,2,3,4,5,6,7>
GeneradorArrayImpl<1,int,9,2,3,4,5,6,7,9>
GeneradorArrayImpl<0,int,10,2,3,4,5,6,7,8,9>
.
El último template de la secuencia anterior se corresponde con la especialización GeneradorArrayImpl<0,T,Actual,Args...>
, que en nuestro caso será GeneradorArrayImpl<0,int,10,2,3,4,5,6,7,8,9>
. El result
de este template se calcula llamando a Array<T,Args...>
, es decir:
GeneradorArrayImpl<0,int,10,2,3,4,5,6,7,8,9>::result = Array<int,2,3,4,5,6,7,8,9>
Así pues, retrociendo en la secuencia recursiva de GeneradorArrayImpl
, tenemos lo siguiente:
GeneradorArrayImpl<8,int,2,2>::result = Array<int,2,3,4,5,6,7,8,9>;
Array<>
dispone de un miembro data
que es un array de tamaño sizeof...(Args)
, sizeof...
devuelve el número de elementos en la lista de expansión. La llamada real al template es, en este caso, Array<int,2,3,4,5,6,7,8,9>
, lo que implica que la lista de expansión tiene 8 elementos. El arreglo tendrá tamaño 8.
Cuando instanciamos este tipo:
using array = GeneradorArray<int,inicio,total>::type; // Creamos un alias por comodidad
for (size_t i=0; i<total; ++i)
std::cout << array::data[i] << '\n'; // <<--- AQUI se instancia
se llama a la inicialización del miembro estático data
:
template<class T, size_t... Args>
const T Array<T,Args...>::data[sizeof...(Args)] = { static_cast<T>(Args)... };
Que si lo especializamos queda así:
template<int,2,3,4,5,6,7,8,9>
const int Array<int,2,3,4,5,6,7,8,9>::data[8] = { static_cast<int>(Args)... };
Lo que sucede aquí es lo siguiente:
El código:
{ static_cast<int>(Args)... };
Se expandirá de la siguiente forma:
{ static_cast<int>(2), static_cast<int>(3), ..., static_cast<int>(9) };
Es decir, está creando una lista de inicialización con el rango de valores deseado y se lo asigna al array data
.
Al final del proceso es como si hubiésemos hecho lo siguiente:
struct A
{
static const int data[8];
};
const int data[8] = { 2,3,4,5,6,7,8,9 };
int main() {
const size_t inicio = 2;
const size_t total = 8;
for (size_t i=0; i<total; ++i)
std::cout << A::data[i] << '\n';
}