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我的目标是做一些事情，例如，

pairs<1,2,3,4>()

有返回类型

std::tuple<some_other_type<1,2>, some_other_type<2,3>, some_other_type<3,4>>

我想知道这是否可以通过 C++ 模板元编程实现，以及如何实现。对于实际产生的值，似乎我可以使用 tuple_cat 递归连接到输出，但我发现很难表达返回类型，因为它本身是可变参数并且有效地是模板参数数量的函数。使情况复杂化的是，如果我走 tuple_cat 路线，似乎我还必须重载函数以将元组连接到，并且连接将在运行时发生，而不是在编译时发生。我在这里是在追逐野鹅吗？

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3 回答 3

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这是一种方法。给定您的课程模板some_other_type：

template<int I, int J>
struct some_other_type { };

并给出一些隐藏在detail命名空间中的机器：

namespace detail
{
    template<int... Is>
    struct pairs { };

    template<int I, int J>
    struct pairs<I, J> 
    { 
        using type = std::tuple<some_other_type<I, J>>; 
    };

    template<int I, int J, int... Is>
    struct pairs<I, J, Is...>
    {
        using type = decltype(std::tuple_cat(
                std::tuple<some_other_type<I, J>>(),
                typename pairs<J, Is...>::type()));
    };
}

您可以提供一个简单的函数来实例化帮助类模板：

template<int... Is>
typename detail::pairs<Is...>::type pairs()
{
    return typename detail::pairs<Is...>::type();
}

以下是您将如何使用它（和一个测试用例）：

#include <type_traits>

int main()
{
    auto p = pairs<1, 2, 3, 4>();

    // Won't fire!
    static_assert(
        std::is_same<
            decltype(p),
            std::tuple<
                some_other_type<1,2>,
                some_other_type<2,3>,
                some_other_type<3,4>>
            >::value,
            "Error!");
}

最后，这是一个活生生的例子。

改进：（为什么要<1, 2, 3, 4>在可以写的时候写<1, 5>）？

也可以扩展上述解决方案，这样就不需要手动将最小值和最大值之间的每个数字作为模板参数写入pairs(). 鉴于下面的附加机制，再次隐藏在detail命名空间中：

namespace detail
{
    template <int... Is>
    struct index_list { };

    template <int MIN, int N, int... Is>
    struct range_builder;

    template <int MIN, int... Is>
    struct range_builder<MIN, MIN, Is...>
    {
        typedef index_list<Is...> type;
    };

    template <int MIN, int N, int... Is>
    struct range_builder : public range_builder<MIN, N - 1, N - 1, Is...>
    { };

    // Meta-function that returns a [MIN, MAX) index range
    template<int MIN, int MAX>
    using index_range = typename range_builder<MIN, MAX>::type;

    template<int... Is>
    auto pairs_range(index_list<Is...>) -> decltype(::pairs<Is...>())
    {
        return ::pairs<Is...>();
    }
}

可以定义一个辅助函数pairs_range()，它接受定义范围的 2 个模板参数[begin, end)- 其中end不包括在标准库的样式中：

template<int I, int J>
auto pairs_range() -> decltype(pairs_range(detail::index_range<I, J>()))
{
    return pairs_range(detail::index_range<I, J>());
}

这就是使用它的方式（包括一个测试用例）：

int main()
{
    // Won't fire!
    static_assert(
        std::is_same<
            decltype(pairs_range<1, 5>()),
            decltype(pairs<1, 2, 3, 4>())
            >::value,
            "Error!");
}

再一次，这是一个活生生的例子。

于 2013-04-01T21:01:43.050 回答
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这是我的版本（住在这里），100% 编译时，将新参数列表作为类型返回（不是函数返回）：

首先，让我们定义我们的结果结构：

template<int a, int b>
struct tpair
{
};

template<typename... p>
struct final_
{
};

关键点是连接参数包。这是完成这项工作的结构：

template<typename a, typename b>
struct concat
{
};

template<typename a, typename... b>
struct concat<a, final<b...>>
{
   typedef final_<a,b...> type;
};

现在，该结构用于“配对”您的列表。通常它会因奇数个值而失败：

template<int a, int b, int... values>
struct pairize
{
   // Choose one of the following versions:
   // First version: only non-overlapping pairs : (1,2) (3,4) ...
   typedef typename concat<tpair<a,b>, typename pairize<values...>::type>::type type;
   // Second version: overlapping pairs : (1,2) (2,3) (3,4)...
   typedef typename concat<tpair<a,b>, typename pairize<b,values...>::type>::type type; 
};

template<int a, int b>
struct pairize<a,b>
{
   typedef final_<tpair<a,b>> type; 
};

在现场示例中，还有一个代码将参数包中的所有类型的名称输出到控制台，并进行了拆解，作为测试（使用起来比不完整的类型技巧更有趣）。

于 2013-04-01T21:11:01.293 回答
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现在，让我们尝试使用indices和不使用递归（当然，索​​引除外）：

#include <tuple>

template< std::size_t... Ns >
struct indices
{
    typedef indices< Ns..., sizeof...( Ns ) > next;
};

template< std::size_t N >
struct make_indices
{
    typedef typename make_indices< N - 1 >::type::next type;
};

template<>
struct make_indices< 0 >
{
    typedef indices<> type;
};

template< std::size_t, std::size_t >
struct sometype {};

template< typename, typename, typename >
struct make_pairs;

template< std::size_t... Ns, std::size_t... Ms, std::size_t... Is >
struct make_pairs< indices< Ns... >, indices< Ms... >, indices< Is... > >
{
  using type = decltype( std::tuple_cat(
    std::declval< typename std::conditional< Is % 2 == 1,
                                             std::tuple< sometype< Ns, Ms > >,
                                             std::tuple<> >::type >()...
  ));
};

template< std::size_t... Ns >
using pairs = typename make_pairs< indices< 0, Ns... >, indices< Ns..., 0 >,
                typename make_indices< sizeof...( Ns ) + 1 >::type >::type;

int main()
{
  static_assert( std::is_same< pairs<1,2,4,3,5,9>,
    std::tuple< sometype<1,2>, sometype<4,3>, sometype<5,9> > >::value, "Oops" );
}

（好吧，我作弊了一点：std::tuple_cat可能本身就是递归的；）

更新：好的，我应该更仔细地阅读这个问题。这是产生所需结果的版本（indices/make_indices如上所述）：

template< std::size_t, std::size_t >
struct sometype {};

template< typename, typename, typename >
struct make_pairs;

template< std::size_t... Ns, std::size_t... Ms, std::size_t... Is >
struct make_pairs< indices< Ns... >, indices< Ms... >, indices< Is... > >
{
  using type = decltype( std::tuple_cat(
    std::declval< typename std::conditional< Is != 0 && Is != sizeof...( Is ) - 1,
                                             std::tuple< sometype< Ns, Ms > >,
                                             std::tuple<> >::type >()...
  ));
};

template< std::size_t... Ns >
using pairs = typename make_pairs< indices< 0, Ns... >, indices< Ns..., 0 >,
                typename make_indices< sizeof...( Ns ) + 1 >::type >::type;

int main()
{
  static_assert( std::is_same< pairs<1,2,3,4>,
    std::tuple< sometype<1,2>, sometype<2,3>, sometype<3,4> > >::value, "Oops" );
}
于 2013-04-01T22:10:53.927 回答