如何无需模板实参即可访问模板独立的内部子类型？

假设我们有如下模板结构体定义：

template <typename TPoint>
struct Plane
{
    enum class PointPosition  // 与Plane高度相关，定义在此很合理
    {
        InFront, Behind, On
    };

    PointPosition position_of(TPoint p) const {
        // ...
    }
};

在外部调用时，必须指定完整的模板实参才能引用内部枚举，写法非常繁琐：

void handle(Plane<glm::dvec3> p) {
    switch (p.position_of(my_point)) {
        case Plane<glm::dvec3>::PointPosition::On: // 冗余的模板参数指定
            // ...
    }
}

我们希望简化引用方式，且不破坏枚举与Plane的关联关系。除了你提到的几种方案外，还有以下可行技巧：

方案1：利用decltype推导实例类型 #

在使用枚举的函数内部，通过参数的类型推导枚举所属的模板特化类型，避免重复书写模板参数：

void handle(Plane<glm::dvec3> p) {
    using PointPos = decltype(p)::PointPosition;
    switch (p.position_of(my_point)) {
        case PointPos::On:
            // 处理逻辑
            break;
        case PointPos::InFront:
            // ...
            break;
    }
}

这种方式无需修改Plane的定义，仅在使用处做局部类型别名，既简洁又保留了枚举与Plane的关联。

方案2：将枚举移至非模板基类 #

创建一个非模板的基类存放枚举，让Plane模板继承该基类。这样枚举既属于Plane的关联类型体系，又可以直接通过基类名引用：

// 存放枚举的非模板基类，与Plane强关联
struct PlaneCore {
    enum class PointPosition {
        InFront, Behind, On
    };
};

template <typename TPoint>
struct Plane : PlaneCore {
    PointPosition position_of(TPoint p) const {
        // 实现逻辑
    }
};

使用时直接写PlaneCore::PointPosition::On即可，Plane的成员函数返回的枚举类型与基类完全一致，不存在类型不匹配问题。基类的命名可以根据需求调整（比如PlaneBase），确保语义上与Plane紧密关联。

方案3：给模板设置默认参数（C++11及以上） #

如果可以为Plane模板指定合理的默认参数，就能通过Plane<>省略模板实参来引用枚举：

// 为模板参数设置默认值
template <typename TPoint = glm::dvec3>
struct Plane {
    enum class PointPosition { InFront, Behind, On };
    PointPosition position_of(TPoint p) const;
};

此时可以直接写Plane<>::PointPosition::On，这种写法保留了枚举在Plane内部的结构，仅依赖一个默认模板参数，适合有通用默认类型的场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fantastic Mr Fox