没有公共构造作为另一个类模板的成员类模板(class template without public

我有一个类模板Shape ，其中包含有关特定形状（其可以是三维或二维的）的信息。我只想要几个预定义的形状（立方体，球体和方形）可用。所有这些预定义的形状具有相同的性质（所以立方体总是具有相同的体积，而我只需要记住一个立方体的属性）。为了防止有人从创建其他Shape S，我做了构造private ：

// Flag for the possible shapes
enum class Tag
{
    SPHERE,
    CUBE,
    SQUARE
};

template<std::size_t N>
class Shape
{
public:
    // Predefined shapes.
    static const Shape<3> SPHERE;
    static const Shape<3> CUBE;
    static const Shape<2> SQUARE;
    // Information stored about the given shapes
    const Tag tag; // tag specifying the shape
    const double v; // Shape volume/area
    const std::array<double, 2*N> surrounding_box; // Storing intervals for a surrounding box
    //... Some other information that depends on template parameter N
private:
    // Private constructor. This prevents other, unintended shapes from being created
    Shape(Tag tag, double v, const std::array<double, 2*N> surrounding_box):
            tag{tag}, v {v}, surrounding_box {surrounding_box} {};
};

// Initialization of predefined shape: SPHERE
template<std::size_t N>
const Shape<3> Shape<N>::SPHERE(Tag::SPHERE, 3.0,{{0.0,2.7,0.0,2.7,0.0,2.7}});

// Initialization of predefined shape: CUBE
template<std::size_t N>
const Shape<3> Shape<N>::CUBE(Tag::CUBE, 1.0,{{0.0,1.0,0.0,1.0,0.0,1.0}});

// Initialization of predefined shape: SQUARE
template<std::size_t N>
const Shape<2> Shape<N>::SQUARE(Tag::SQUARE, 1.0,{{0.0,1.0,0.0,1.0}});

现在，我可以得到一个立方体为：

Shape<3> cube = Shape<3>::CUBE;

这似乎工作正常。

当我想有一个问题出现Shape实例作为另一个类模板的成员Object 。具体地讲，我不设法写一个正常工作的构造我的Object类模板：

template <std::size_t N>
class Object
{
public:
    Object(Tag shape_tag, double weight, double elevation):
            weight {weight}, elevation {elevation}
    {
        switch(shape_tag)
        {
            case Tag::CUBE:
            {
                shape = Shape<3>::CUBE;
                break;
            }
            case Tag::SPHERE:
            {
                shape = Shape<3>::SPHERE;
                break;
            }
            case Tag::SQUARE:
            {
                shape = Shape<2>::SQUARE;
                break;
            }
        }
    }
private:
    Shape<N> shape;
    double weight;
    double elevation;
};

创建Object作为

Object<3> object(Tag::CUBE, 1.0,1.0);

失败，并在编译器错误error: no matching function for call to 'Shape<3ul>::Shape()' 。我想，因为我不使用初始化列表的shape ，的构造函数Object试图调用默认的构造函数Shape()这是不可用的。我也试过运动Shape结构的一部分到一个单独的初始化函数，我就可以在初始化列表中调用。然而，在这种情况下，模板部分不断产生不同的问题（因为我需要能够来初始化Shape<2>和Shape<3>的对象）。

我怎样才能解决这个问题？还是有可能是一个更好的办法，以确保只有一些预定义的Shape的上网连接，未做其构造私有？

PS。与这里介绍的形状和对象的问题只是一个MWE。

创建一个工厂：

template <std::size_t N> Shape<N> MakeShape(Tag shape_tag);

template <>
Shape<3> MakeShape(Tag shape_tag)
{
    switch(shape_tag)
    {
        case Tag::CUBE: return Shape<3>::CUBE;
        case Tag::SPHERE: return Shape<3>::SPHERE;
    }
    throw std::runtime_error("Invalid tag");
}

template <>
Shape<2> MakeShape(Tag shape_tag)
{
    switch(shape_tag)
    {
        case Tag::SQUARE: return Shape<3>::SQUARE;
    }
    throw std::runtime_error("Invalid tag");
}

接着

template <std::size_t N>
class Object
{
public:
    Object(Tag shape_tag, double weight, double elevation):
shape{MakeShape<N>(shape_tag)}, weight {weight}, elevation {elevation}
    {
    }
};