C++ 将可变参数模板参数扩展为语句答案

【问题标题】：C++ expand variadic template arguments into a statementC++ 将可变参数模板参数扩展为语句
【发布时间】：2017-05-28 03:57:40
【问题描述】：

我目前正在玩模板元编程。我正在尝试使用 tmp 制作一个有限状态机。我知道网络上有几种实现，但我想自己实现一个作为练习。

我有一个名为Condition 的类，它是两个状态之间转换条件的基类。一种实现是AnyCondition 类：

template<class Input, Input comp, Input ... comps >
class AnyCondition: public Condition<Input>
{    
public:
    AnyCondition() {}

    bool operator()(const Input& input) const override
    {
        return input == comp || AnyCondition<Input, comps...>()(input);
    }

};

这里的问题是，编译器将递归地扩展它，由于input 参数，这会在运行时导致大量递归调用。如果扩展代码是这样的语句，它应该更有效：

    bool operator()(const Input& input) const override
    {
        return input == comp1 || input == comp2 || input == comp3...
    }

这有可能吗？

【问题讨论】：

您可以使用 va_list 循环遍历它们并检查每个 comp 值吗？
我现在无法测试，但你确定编译器在优化编译时仍然使用递归调用吗？
我不认为编译器会递归地扩展它，但它会在编译时将它扩展成你想要的代码。你测试过吗？
@Abhinav va_list 不是模板元编程。 OP 正在寻找具有类型安全性的编译时解决方案。
啊，好的，谢谢！保罗

标签： c++ c++11 templates variadic-templates template-meta-programming

【解决方案1】：

C++17 解决方案 - fold expression:

template <typename... Ts>
auto anyCondition(Ts... xs)
{
    return (xs || ...);
}

wandbox example

C++11 解决方案 - for_each_argument:

template <typename TF, typename... Ts>
void for_each_argument(TF&& f, Ts&&... xs)
{
    (void)(int[]){(f(std::forward<Ts>(xs)), 0)...};
}

template <typename... Ts>
auto anyCondition(Ts... xs)
{
    bool acc = false;
    for_each_argument([&acc](bool x){ acc = acc || x; }, xs...);
    return acc;
}

wandbox example

我在 CppCon 2015 上发表了关于这个 sn-p 的演讲：
CppCon 2015: Vittorio Romeo “for_each_argument explained and expanded"

【讨论】：

谢谢！和一个伟大的谈话！不幸的是 VS 2017 RC 现在不支持折叠表达式，所以我不得不使用 C++11 解决方案。我不得不对for_each_argument 函数进行一些更改，因为C++ 编译器不支持您的版本（根据错误C4576）。我将其替换为您在演讲中建议的初始化列表：std::initializer_list<int>{(f(std::forward<Ts>(xs)), 0)... };。

【解决方案2】：

我很确定任何体面的编译器都会将递归优化到循环中。但是，如果您正在寻找一些额外的方法来扩展单一类型的可变参数列表，您可以使用简单的std::initializer_list 技巧：

constexpr auto list = {comp, comps...};

或者，在你的情况下：

inline bool operator()(const Input &input) const override {
    bool res = false;
    for (auto val : {comp, comps...})
        res |= val == input;
    return res;
}

【讨论】：

【解决方案3】：

有一个很好的旧逗号技巧

bool operator()(const Input& input) const override
{
  bool ret { input == comp };

  int  unusedA [] { ( ret |= (input == comps), 0 ) ... };

  (void)unusedA; // to avoid the unused warning

  return ret;
}

【讨论】：

想扩展逗号技巧？是不是只是为了引入一个序列点？