面试题：C++ 中 #if!defined 宏与模板元编程结合的深入应用

Question

在 C++ 模板元编程的场景下，有时候需要根据模板参数的不同来进行条件编译。请阐述如何巧妙地将 #if!defined 宏与模板元编程技术结合，以实现根据不同模板参数值进行差异化编译的功能。并举例说明具体实现思路和代码结构。

Answer 1

1. 结合思路：
   • #if!defined 宏是在预编译阶段起作用，用于判断某个宏是否未定义。而模板元编程是在编译期进行计算和代码生成。
   • 可以通过在模板中使用 #if!defined 宏来根据模板参数的值，在预编译阶段决定是否编译特定的代码块。模板参数可以影响宏的定义，从而间接控制 #if!defined 的判断结果。
2. 举例实现：

// 定义一个宏用于控制编译
#ifndef MY_TEMPLATE_MACRO
#define MY_TEMPLATE_MACRO 0
#endif

// 模板类
template<int N>
class MyTemplate {
public:
    void print() {
#if!defined(MY_TEMPLATE_MACRO) || MY_TEMPLATE_MACRO == 0
        std::cout << "Macro is not defined or is 0, and N is: " << N << std::endl;
#elif MY_TEMPLATE_MACRO == 1
        std::cout << "Macro is 1, and N is: " << N << std::endl;
#endif
    }
};

int main() {
    MyTemplate<10> obj;
    obj.print();
    return 0;
}

在上述代码中：

• 首先定义了一个宏 MY_TEMPLATE_MACRO，如果没有定义它，会默认定义为 0。
• MyTemplate 模板类的 print 方法中，通过 #if!defined(MY_TEMPLATE_MACRO) || MY_TEMPLATE_MACRO == 0 以及 #elif MY_TEMPLATE_MACRO == 1 这样的条件判断，在预编译阶段根据宏的值来决定编译哪部分代码。
• 在 main 函数中创建了 MyTemplate<10> 的对象并调用 print 方法，执行相应的编译后的代码。

这种方式将预编译的宏控制和模板元编程结合起来，实现了根据模板参数和宏定义进行差异化编译的功能。