如何基于元组元素进行递归？

Question

我不确定这是否可行，但我希望能够基于元组的元素递归调用函数。例如，一个元组如std::tuple<int,float,double> 应该调用expand_nested 3 次，然后使用int、float 或double 类型的参数调用它的回调函数。

#include <tuple>
#include <vector>
#include <functional>

template <typename T>
struct tree_item
{
    T param;
    std::function<void(T)> callback;
};

template <typename... Ts>
struct tuple_node
{
    std::tuple<Ts...> tupl;
};

// recursion base case
template <typename T>
void expand_nested(tree_item<T> ti)
{
    ti.callback(ti.param);
}

// recursive function
template <typename T>
void expand_nested(tree_item<T> ti, tree_item<T> rest...)
{
    ti.callback(ti.param);
    expand_nested(ti, rest...);
}

template <typename... Ts>
void expand_root(tuple_node<Ts...> nodes)
{
    auto current = std::get<1>(nodes.tupl);
    auto rest = std::get<...>(nodes.tupl); // Made up syntax that doesn't work
    // How can I fill the "rest" variable with the remaining elements of the "nodes.tupl" tuple?

    expand_nested(current, rest...);
}

int main()
{
    tuple_node<tree_item<int>, tree_item<float>> nodes;

    tree_item<int> tree_int;
    tree_item<float> tree_float;
    tree_item<double> tree_double;

    tuple_node<tree_item<int>, tree_item<float>, tree_item<double>> node;
    node.tupl = std::make_tuple(tree_int, tree_float, tree_double);

    expand_root(nodes);
}

Answer 1

expand_nested 中参数包的语法应该是：

template <typename T, typename ... Rest>
void expand_nested(tree_item<T> ti, tree_item<Rest>... rest)

这个

ti.callback(ti.param);
expand_nested(ti, rest...);

将给你无限递归（你正在调用相同的函数，第一次调用的参数数量相同），它应该看起来像：

template <typename T, typename ... Rest>
void expand_nested(tree_item<T> ti, tree_item<Rest>... rest)
{
    ti.callback(ti.param);    // process ti
    expand_nested(rest...);   // don't pass ti, pass only the rest to further processing
}

从 C++17 开始，有一种简单的方法可以提取元组的所有元素 - 使用 std::apply:

template <typename... Ts>
void expand_root(tuple_node<Ts...> nodes)
{
    std::apply([](auto&... tupleItems){ 
        expand_nested(tupleItems...); }, nodes.tupl);
}

Full demo

Answer 2

这在 C++20 中相当容易：

#include <iostream>
#include <tuple>


template<typename T>
void func(T t)
{
    std::cout << t << std::endl;
}

int main()
{
    std::tuple<int,float,double> f{1,2,3};

    std::apply([]<typename ...Args>(Args && ...args)
           {
               (func(args), ...);
           }, f);
}

这需要更多的工作，仅支持 C++11 或更高版本：

#include <iostream>
#include <tuple>
#include <utility>

template<typename T>
void func(T t)
{
    std::cout << t << std::endl;
}

template<typename T, size_t s, size_t n=0>
struct call_func {

    static void doit(T &t)
    {
        func(std::get<n>(t));

        call_func<T, s, n+1>::doit(t);
    }
};

template<typename T, size_t s>
struct call_func<T, s, s> {

    static void doit(T &t)
    {
    }
};

template<typename ...Args>
void do_callfunc(std::tuple<Args...> &t)
{
    call_func<std::tuple<Args...>, sizeof...(Args), 0>::doit(t);
}

int main()
{
    std::tuple<int,float,double> f{1,2,3};

    do_callfunc(f);
}

Answer 3

我不确定您是否需要扩展函数来做其他事情，但从 c++17 开始，您可以使用 std::apply 在单行中执行此操作。

#include <tuple>
#include <vector>
#include <functional>

template <typename T>
struct tree_item
{
    T param;
    std::function<void(T)> callback;
};

template <typename... Ts>
struct tuple_node
{
    std::tuple<Ts...> tupl;
};

int main()
{
    tuple_node<tree_item<int>, tree_item<float>> nodes;

    tree_item<int> tree_int;
    tree_item<float> tree_float;
    tree_item<double> tree_double;

    tuple_node<tree_item<int>, tree_item<float>, tree_item<double>> node;
    node.tupl = std::make_tuple(tree_int, tree_float, tree_double);

    std::apply([](auto&&... args){
        (args.callback(args.param), ...);
    }, node.tupl);
}

Answer 4

您确定需要递归吗？

如果你可以使用 C++17，那么模板折叠呢？

template <typename... Ts, std::size_t ... Is>
void expand_root_helper (tuple_node<Ts...> nodes, std::index_sequence<Is...>)
 { ((void)std::get<Is>(nodes.tupl).callback(
             std::get<Is>(nodes.tupl).param), ...); }

template <typename... Ts>
void expand_root (tuple_node<Ts...> nodes)
 { expand_root_helper(nodes, std::index_sequence_for<Ts...>{}); }

在 C++11/C++14 中稍微复杂一些（没有模板折叠），但您的辅助函数可以模拟如下

template <typename... Ts, std::size_t ... Is>
void expand_root_helper (tuple_node<Ts...> nodes, std::index_sequence<Is...>)
 {
   using unused = int[];

   (void)unused { 0, ((void)std::get<Is>(nodes.tupl).callback(
                               std::get<Is>(nodes.tupl).param), 0)... };
 }