如何在（伪？）运行时迭代可变参数模板包？答案

【问题标题】：How to iterate over variadic template pack during (pseudo?) runtime?如何在（伪？）运行时迭代可变参数模板包？
【发布时间】：2017-03-26 17:54:45
【问题描述】：

我想创建std::fscanf() 的一些兄弟姐妹（我知道它是一个 C 函数）。所以，我的界面是这样的：

template <charT, char_traits, ...>
std::size_t ts_scanf(is, format, opening_bracket, closing_bracket, args)

我决定实现从控制台读取的 C# 版本，因为它要求程序员只维护一个序列（args 部分），而不是参数和格式。

C# 版本的工作原理如下：

"text blah blah blah {0} {1} {0}", arg1, arg2

因此，它推断出 arg1、arg2 的类型，然后将 {N} 所在位置的文本读取到适当的参数中。

算法我想做什么：

1.查找左括号

2.尝试解析一个int，比如N

3.如果成功，从包中获取第N个参数，使用is>>get<N>args读入。

4.如果失败，执行哑读

5.重复 1 到 4 直到格式结束或直到流耗尽

所以，在写循环的时候我遇到了一个问题：

for (i = 0; i < length; i = format.find(i, opening_bracket))

我发现我需要以某种方式扩展参数包args，这在运行时是不可能做到的（因为循环是运行时的）。我想到的唯一解决方案是递归：找到左括号时，读取它，修剪格式字符串，然后使用修剪后的字符串和可变参数包的其余部分进行递归。

问题：是否有一种解决方案可以在（伪）运行时扩展可变参数包？

【问题讨论】：

opening_bracket 和 closing_bracket 是什么？你为什么需要那个？ fscanf 没有类似的 AFAIK。一个关于你希望它如何工作的伪代码在解释方面比用文字表达要大得多。
@Arunmu，谢谢，已添加
如果你想真正高效地完成它，那么你应该使用表达式模板在编译时完成它（映射）。这可以使用boost::proto 来完成，尽管我承认它不适合弱者:)。我知道的另一个解决方案只是纯粹的运行时，因为您将只在运行时解析括号。这将涉及将参数存储在运行时容器中。
@Arunmu，我相信我只会考虑 {}，而不是 {N}，因为它需要魔法才能发生。否则我可以把函数扔到对象上，因为我不能把对象扔到函数上。
github.com/fmtlib/fmt 已经按照我的理解做了你想做的事情。

标签： c++ input variadic-templates

【解决方案1】：

template<class=void,  std::size_t...Is >
auto indexer( std::index_sequence<Is...> ){
  return [](auto&&f)->decltype(auto){
    return decltype(f)(f)( std::integral_constant<std::size_t, Is>{}... );
  };
}
template<std::size_t N>
auto indexer(){
  return indexer(std::make_index_sequence<N>{} );
}
template<std::size_t N>
void for_each( F&& f ) {
  indexer<N>()( [&](auto...Is){
    using discard=int[];
    (void)discard{0,(void(
      f(Is)
    ),0)...};
  });
}

indexer 为您提供解压索引。

for_each 调用f，每个i 的编译时间为i 值，直到N。

这将让您在编译时迭代整数。在运行时将整数映射到编译时：

template<std::size_t N, class F>
void pick( std::size_t I, F&& f ){
  for_each<N>( [&](auto i){
    if (I==i) f(i);
  } );
}

这会调用带有I 编译时版本的f，只要它小于N。

template<class...Args>
void read( std::string pattern, Args&...args ){
  auto tied=std::tie(args...);
  for (i = 0; i < length; i = format.find(i, opening_bracket))  
    pick<sizeof...(args)>( i, [&](auto i){
      std::cin>>std::get<i>(tied);
    } );
  }
}

现在有了上面写的ifs的隐式链；您可以使用不同的技术替换为跳转表。

代码未编译；设计是合理的，但可能有错别字。 Indexer 可以通过 google 找到（我之前在 SO 上写过）。我直接写成for_each，但是我觉得单包版太有用了。在这里，我需要单独的包版本。 Pick 只是使用它。

这里是pick的跳表版本：

template<std::size_t N, class F>
void pick( std::size_t I, F&& f ){
  indexer<N>()([&](auto...Is){
    using table_f=void(*)(&f);
    const table_f table[]={
      +[](F&f){ f(decltype(Is){}); }...
    };
    table[I](f);
  });
}

不包括边界检查。这个版本不需要for_each，但一些编译器会在被问及在语句中包含未展开的参数包的 lambda 时中断。

【讨论】：

感谢 Template-Yoda。