如何将模板类作为模板参数实现Mesh实体抽象设计

问题的核心是需要使用模板模板参数（template template parameter）来定义entity类的模板参数，因为simplex和quadrangle本身都是带模板参数的类，而非普通类型。

1. 修正entity类的模板参数定义 #

将entity的第一个模板参数改为模板模板参数，让它能接受simplex或quadrangle这类模板：

// T是接受单个int参数的模板类（匹配simplex/quadrangle的定义）
template<template<int> typename T, int D>
class entity
{
public:
    // 现在可以正确用T<0>、T<1>等实例化关联实体类型
    std::vector<T<0>> incident0; // 关联的0维实体（点）
    std::vector<T<1>> incident1; // 关联的1维实体（边）
    std::vector<T<2>> incident2; // 关联的2维实体（三角形/四边形）
    std::vector<T<3>> incident3; // 关联的3维实体（四面体/六面体）
};

2. 验证预期的声明方式 #

现在你可以按照需求声明实体：

• entity<simplex, 2>：表示三角形实体（2维单纯形）
• entity<quadrangle, 2>：表示四边形实体（2维四边形）

3. 扩展到mesh类 #

同理，mesh类也可以用模板模板参数实现你想要的类型区分：

template<template<int> typename T, int D>
class mesh
{
public:
    std::vector<entity<T, D>> main_entities; // 存储D维主实体（如四面体）
    std::vector<T<0>> points;                // 存储所有0维点实体
    std::vector<T<1>> edges;                 // 存储所有1维边实体
    // 按需添加其他维度实体的存储
};

使用示例：mesh<simplex,3>表示由四面体构成的3D网格，mesh<quadrangle,2>表示由四边形构成的2D网格。

补充说明 #

• 模板模板参数template<int> typename T明确限定了T是接受单个int参数的模板类，完美适配你已定义的simplex和quadrangle。
• 后续若新增拓扑类型（如六面体hexahedron），只要它遵循template<int> class的定义形式，就能直接复用entity和mesh类，完全符合你提升代码抽象度的需求。
• 可以给entity添加编译期判断逻辑，比如根据当前维度D自动屏蔽无效的入射实体（比如2维实体不需要incident3），减少冗余。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Taendyr