使用模板来防止缩小范围但允许扩大输入范围

Question

我有一个类模板，旨在在浮点上进行模板化。 该类有一个方法，应该允许在需要时扩大输入（例如

float

->

double

），但不应允许缩小（即精度损失）。 我将如何执行此操作？

下面的例子是我能做到的最好的例子（使用

if constexpr

，所以至少是 c++17），但我觉得同时使用未实现的专业化和

static_cast

可能不是最好的选择最干净、最清晰的解决方案。 它实际上完成了所描述的工作，只要使用

float

和

double

（而不是更深奥的浮点类型），这对我来说不是问题：

#include <vector>
#include <type_traits>


template <typename Real>
class Foo
{
public:
    template <typename Real2>
    void DoSomething( const std::vector<Real2>& v );
};


// Enter here only when input is of same type as template
template <typename Real>
template <typename Real2>
void Foo<Real>::DoSomething( const std::vector<Real2>& v)
{
    if constexpr ( !std::is_same<Real, Real2>::value )
        static_assert(false);
    
    // ... Do actual work here ...
}


// Allow widening of inputs
template <>
template <>
void Foo<double>::DoSomething( const std::vector<float>& v)
{
    std::vector<double> v2;
    v2.reserve( v.size() );
    for ( const auto& val : v )
        v2.push_back( (double)val );
    DoSomething(v2);
}


// Deny narrowing of inputs
template <>
template <>
void Foo<float>::DoSomething( const std::vector<double>& v);


int main()
{
    std::vector<float> v1;
    std::vector<double> v2;

    // ... populate both v1 & v2 ...

    Foo<float> b1;
    b1.DoSomething( v1 );
    b1.DoSomething( v2 );

    Foo<double> b2;
    //b2.DoSomething( v1 );  // <--- This line should not be allowed to compile
    b2.DoSomething( v2 );
}

如何简化实施，以更干净的方式实现既定目标？

编辑：将错误的术语“向上转型”和“向下转型”更改为“加宽”和“缩小”

Answer 1

您可以通过多种方式做到这一点，例如使用概念：

#include <vector>

template <typename Real>
class Foo
{
public:
    template <typename Real2>
    requires requires (Real r) {Real2{r};} // <-- here
    void DoSomething( const std::vector<Real2>& v );
};

或者，使用命名概念产生更清晰的错误消息：

template <typename A, typename B>
concept is_not_narrower = requires(B b) {A{b};};

template <typename Real>
class Foo
{
public:
    template <typename Real2>
    requires is_not_narrower<Real2, Real>
    void DoSomething( const std::vector<Real2>& v );
};