有没有办法递归使用类模板参数扣除指南？ （是图灵完成）

Question

我正在使用类模板扣除指南并尝试递归使用它。但我无法获得以下代码进行编译

#include <type_traits>

template<int N>
using int_const = std::integral_constant<int,N>;

template<int N>
struct Foo{
    constexpr static int value = N;

    template<int C>
    constexpr Foo(int_const<C>){};
};

Foo(int_const<0>) -> Foo<1>;

template<int N>
Foo(int_const<N>) -> Foo<N*(Foo{int_const<N-1>{}}.value)>;

int main(){
    return Foo{int_const<5>{}}.value;
}

这是错误：

<source>: In substitution of 'template<int N> Foo(int_const<N>)-> Foo<(N * >     Foo{std::integral_constant<int, (N - 1)>{}}.value)> [with int N = -894]':
<source>:17:51:   recursively required by substitution of 'template<int N> Foo(int_const<N>)-> Foo<(N * Foo{std::integral_constant<int, (N - 1)>{}}.value)> [with int N = 4]'
<source>:17:51:   required by substitution of 'template<int N> Foo(int_const<N>)-> Foo<(N * Foo{std::integral_constant<int, (N - 1)>{}}.value)> [with int N = 5]'
<source>:20:30:   required from here
<source>:17:1: fatal error: template instantiation depth exceeds maximum of 900 (use -ftemplate-depth= to increase the maximum)
 Foo(int_const<N>) -> Foo<N*(Foo{int_const<N-1>{}}.value)>;
 ^~~

编译终止。

Answer 1

你需要一个帮助模板：

template<int N>
struct foo_helper
{ static constexpr int value = N * Foo{int_const<N-1>{}}.value; };
template<>
struct foo_helper<0>
{ static constexpr int value = 1; };

有了这个（也是唯一的）演绎指南：

template<int C>
Foo(int_const<C>)
-> Foo<foo_helper<C>::value>
;

Live demo与Foo{int_const<5>{}}.value正确评估为120。

为什么会这样？

因为有以下演绎指南

template<int N>
Foo(int_const<N>) -> Foo<N*(Foo{int_const<N-1>{}}.value)>;

当CTAD开始时，所有指南都会被考虑;即使你提供了一个更专业的指南（Foo<0>），这个递归指南明确专业化，Foo{int_const<N-1>{}}最终专门针对N=0，因此无限递归。

引入一个间接层，foo_helper打破了这种无限递归：你可以专门化一个类，而不是演绎指南。

Answer 2

以下代码有效：

#include <type_traits>

template<int N>
using int_const = std::integral_constant<int,N>;

template<int N>
struct Foo{
    constexpr static int value = N;

    template<int C>
    constexpr Foo(int_const<C>){};
};

template<int N>
constexpr auto previous_foo(){
    if constexpr (N<=0){
        return 1;
    }
    else {
        return decltype(Foo{int_const<N-1>{}})::value;
    }
 }

template<int N>
Foo(int_const<N>) -> Foo<(N>0)?N*previous_foo<N>():1>;


int main(){
    return Foo{int_const<5>{}}.value;
}