可变参数模板扩展期间的 C++ 类型索引

Question

我有一个自己无法解决的简单但令人生畏的问题。我有类似的东西

template<class T, class... Args>
T* create(SomeCastableType* args, size_t numArgs)
{
  return new T(static_cast<Args>(args[INDEX_OF_EXPANSION])...);
}

假设SomeCastableType 可以转换为任何类型。显然我无法得到INDEX_OF_EXPANSION。

非常感谢您的帮助。

Answer 1

Indices trick，耶~

template<class T, class... Args, std::size_t... Is>
T* create(U* p, indices<Is...>){
  return new T(static_cast<Args>(p[Is])...);
}

template<class T, class... Args>
T* create(U* p, std::size_t num_args){
  assert(num_args == sizeof...(Args));
  return create<T, Args...>(p, build_indices<sizeof...(Args)>{});
}

当然，我强烈建议使用smart pointer 和std::vector 而不是原始指针。

Answer 2

你需要一个帮手：

#include <tuple>

template <typename T, bool, typename Tuple, unsigned int ...I>
struct helper
{
    static T * go(S * args)
    {
        return helper<T, sizeof...(I) + 1 == std::tuple_size<Tuple>::value,
                      Tuple, I..., sizeof...(I)>::go(args);
    }
};

template <typename T, typename ...Args, unsigned int ...I>
struct helper<T, true, std::tuple<Args...>, I...>
{
    static T * go(S * args)
    {
        return new T(static_cast<Args>(args[I])...);
    }
};

template <typename T, typename ...Args>
T * create(S * args)
{
    return helper<T, sizeof...(Args) == 0, std::tuple<Args...>>::go(args);
}

编辑：经过测试，似乎可以工作。

Answer 3

使用 c++17 的 constexpr if，我们可以获得索引查找函数的更易读/可理解的实现（我从来没有设法理解这里的其他答案）：

template<typename Target, typename ListHead, typename... ListTails>
constexpr size_t getTypeIndexInTemplateList()
{
    if constexpr (std::is_same<Target, ListHead>::value)
        return 0;
    else
        return 1 + getTypeIndexInTemplateList<Target, ListTails...>();
}

可以这样使用：

size_t index = getTypeIndexInTemplateList<X,  Foo,Bar,X,Baz>(); // this will return 2

或者，如果您有可变模板类型并希望在其中获取索引：

template<typename... Types>
class Container
{
public:
    size_t getIndexOfType<typename T>() {  return getTypeIndexInTemplateList<T, Types...>(); }
};

...

Container<Foo, Bar, X, Baz> container;
size_t container.getIndexOfType<X>(); // will return 2

它的工作方式是递归地从列表中消除类型。所以第一个例子的调用顺序基本上是：

getTypeIndexInTemplateList<X,  Foo,  Bar,X,Baz>() // ListHead = Foo, ListTails = Bar,X,Baz
getTypeIndexInTemplateList<X,  Bar,  X,Baz>()     // ListHead = Bar, ListTails = X, Baz
getTypeIndexInTemplateList<X,  X,    Baz>()       // ListHead = X, so now we return. Recursive addition takes care of calculating the correct index

函数是 constexpr，所以这一切都会在编译时执行，在运行时它只是一个常量。

如果您要求的类型不在列表中，它将产生编译错误，因为它会尝试使用太少的模板参数调用函数。当然，如果该类型不止一次出现，这只会返回列表中该类型的第一个实例的索引。

Answer 4

假设SomeCastableType 可以转换为任何类型。显然我无法得到INDEX_OF_EXPANSION。

从C++14开始，您可以索引技巧 @Xeo 提到with the support from the standard library，通过使用std::make_index_sequence 帮助器，如下所示：

template<class T, class... Args, std::size_t... Is>
T* create(SomeCastableType* p, std::index_sequence<Is...>)
{
    return new T(static_cast<Args>(p[Is])...);
}

template<class T, class... Args>
T* create(SomeCastableType* p, std::size_t num_args)
{
    return create<T, Args...>(p, std::make_index_sequence<sizeof...(Args)>());
}