“解包” std::array<T,N> 作为函数的参数

Question

这是一个很好的（不是我的）例子，你可以如何扩展（或“分解”）元组作为函数的参数：

template<int ...I> struct index_tuple_type {
  template<int N> using append = index_tuple_type<I..., N>;
};

template<int N> struct make_index_impl {
  using type = typename make_index_impl<N-1>::type::template append<N-1>;
};

template<> struct make_index_impl<0> { using type = index_tuple_type<>; };

template<int N> using index_tuple = typename make_index_impl<N>::type;

template <typename I, typename ...Args>
struct func_traits;

template <typename R, int ...I, typename ...Args>
struct func_traits<R, index_tuple_type<I...>, Args...> {
  template <typename TT, typename FT>
  static inline R call(TT &&t, FT &&f) {
    return f(std::get<I>(std::forward<TT>(t))...);
  }
};

template<
  typename FT,
  typename ...Args, 
  typename R = typename std::result_of<FT(Args&&...)>::type
>
inline R explode(std::tuple<Args...>& t, FT &&f) {
  return func_traits<R, index_tuple<sizeof...(Args)>, Args...>
    ::call(t, std::forward<FT>(f));
}

那么你可以像这样使用它：

void test1(int i, char c) {
  printf("%d %c\n", i, c);
}

int main() {
  std::tuple<int, char> t1{57, 'a'};
  explode(t1, test1);
}

Live version

我在想你怎么能用std::array 做同样的事情，因为它很像元组。 std::get<N> 与 std::array 一起使用，所以我认为修改这个解决方案很容易。但是这样的事情是行不通的：

template<
  typename FT,
  typename Arg,
  std::size_t I,
  typename R = typename std::result_of<FT(Arg&&)>::type
>
inline R explode(std::array<Arg, I>& t, FT &&f) {
  return func_traits<R, index_tuple<I>, Arg>::
    call(t, std::forward<FT>(f));
}

void test2(int i1, int i2) {
  printf("%d %d\n", i1, i2);
}

int main() {
  std::array<int, int> t1{1, 2};
  explode(t2, test1);
}

因为 std::result_of<FT(Arg&&)>::type 部分。参数类型Arg&& 错误，result_of 没有字段type。对于元组Args&&... 扩展，但现在应该“重复”I 次。有没有办法使用result_of 做到这一点，这样可以扣除返回的类型？

我还想知道，拥有“解包”tuple 和array 的工具是否可以递归地“解包”（可能使用enable_if）结构，如tuple<array<int, 2>, tuple<array<double,3>, ... 等等？某种树，其中tuple 和array 是树枝，而其他类型是树叶？

Answer 1

// enable argument dependent lookup on `get` call:
namespace aux {
  using std::get;
  template<size_t N, class T>
  auto adl_get( T&& )->decltype( get<N>(std::declval<T>()) );
}
using aux::adl_get;
template<class F, class TupleLike, size_t...Is>
auto explode( F&& f, TupleLike&& tup, std::index_sequence<Is...> )
-> std::result_of_t< F( decltype(adl_get<Is>(std::forward<TupleLike>(tup)))... ) >
{
  using std::get; // ADL support
  return std::forward<F>(f)( get<Is>(std::forward<TupleLike>(tup))... );
}

是第一步。 std::index_sequence 是 C++14，但在 C++11 中很容易实现。

接下来的步骤也很简单。

首先，一个特征类，它规定了哪些类型是类似元组的。我会继续使用它们，只是鸭式使用它们，但是我们将使用的一些函数和特征类对 SFINAE 不友好：

template<class T>
struct tuple_like:std::false_type{};
template<class... Ts>
struct tuple_like<std::tuple<Ts...>>:std::true_type{};
template<class... Ts>
struct tuple_like<std::pair<Ts...>>:std::true_type{};
template<class T, size_t N>
struct tuple_like<std::array<T,N>>:std::true_type{};

接下来，explode 的重载仅适用于 tuple_like 类型：

template<class F, class TupleLike,
  class TupleType=std::decay_t<TupleLike>, // helper type
  class=std::enable_if_t<tuple_like<TupleType>{}>> // SFINAE tuple_like test
auto explode( F&& f, TupleLike&& tup )
-> decltype(
  explode(
    std::declval<F>(),
    std::declval<TupleLike>(), 
    std::make_index_sequence<std::tuple_size<TupleType>{}>{}
  )
)
{
   using indexes = std::make_index_sequence<std::tuple_size<TupleType>{}>;
   return explode(
     std::forward<F>(f),
     std::forward<TupleLike>(tup),
     indexes{}
   );
}

如果您缺少constexpr 支持，您需要将一些{} 更改为::value。

上面的方法适用于对、数组或元组。如果您想添加对其他类似元组的类型的支持，只需向tuple_like 添加一个特化并确保std::tuple_size 适合您的类型并且get<N> 是ADL 重载的（在该类型的封闭命名空间中）。

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std::make_index_sequence 也是 C++14 但很容易用 C++11 编写。

template<size_t...>
struct index_sequence{};
namespace details {
  template<size_t count, size_t...Is>
  struct mis_helper:mis_helper<count-1, count-1, Is...> {};
  template<size_t...Is>
  struct mis_helper<0,Is...> {
    using type=index_sequence<Is...>;
  };
}
template<size_t count>
using make_index_sequence=typename details::mis_helper<count>::type;

（这对于 C++14 库来说 QOI 很差，它应该至少使用对数下降，因为它需要 O(n) 模板递归模板实例化来处理大小为 n 的列表。但是，n 是否小于几百个，没关系）。

std::enable_if_t<?> 是 C++14，但在 C++11 中只是 typename std::enable_if<?>::type。