C++如何在模板函数中生成同模板类不同参数的新实例？

你原来的代码存在两个核心问题：

1. 类内定义的using MY_NAME = Foo是注入类名，指代当前实例化的具体类型Foo<COUNT>，并非类模板，无法再接参数实例化
2. in是对象实例，不能直接用::访问类型成员，访问依赖类型的嵌套模板时还需要加template关键字消除语法歧义

以下是两种可行的实现方案：

方案1：侵入式实现（修改原有模板类） #

适合你可以控制原有类定义的场景，仅需要调整类内别名声明即可：

#include <iostream>
using uint = unsigned int;

template <uint COUNT>
class Foo {
public:
    // 声明模板别名，用于重绑定模板参数
    template<uint N>
    using Rebind = Foo<N>;

    void print() {
        std::cout << "Foo<" << COUNT << ">::print called\n";
    }
private:
    int data[COUNT];
};

template <class T>
void my_function(T in) {
    // 依赖类型的嵌套模板需要加template关键字消除歧义
    using Foo1Type = typename T::template Rebind<1>;
    Foo1Type x{};
    x.print();
}

int main() {
    my_function(Foo<5>{}); // 输出 Foo<1>::print called
    return 0;
}

方案2：非侵入式实现（无需修改原有类） #

如果不能修改原有模板类，可以通过模板特化做类型萃取，自动提取输入类型对应的类模板再替换参数，通用性更强：

#include <iostream>
using uint = unsigned int;

// 原有Foo类无需做任何修改
template <uint COUNT>
class Foo {
public:
    void print() {
        std::cout << "Foo<" << COUNT << ">::print called\n";
    }
private:
    int data[COUNT];
};

// 通用萃取模板
template<typename T>
struct rebind_to_1;

// 特化匹配所有接收单个uint非类型参数的模板类
template<template<uint> class TemplateCls, uint OldParam>
struct rebind_to_1<TemplateCls<OldParam>> {
    using type = TemplateCls<1>;
};

// 便捷调用别名
template<typename T>
using rebind_to_1_t = typename rebind_to_1<T>::type;

template <class T>
void my_function(T in) {
    rebind_to_1_t<T> x{};
    x.print();
}

int main() {
    my_function(Foo<5>{}); // 输出 Foo<1>::print called
    return 0;
}

如果需要支持多参数、不同类型的模板类，仅需要调整萃取模板的特化匹配规则即可。

注意事项 #

• 所有操作都在编译期完成，不会产生额外运行时开销
• 如果要适配类型参数、模板模板参数等不同形式的模板，扩展对应特化规则即可

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Eyal