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我有一个带有可变参数模板参数的模板函数，就像这样

template<typename Args...>
void ascendingPrint(Args... args) { /* ... */ }

我想写

template<typename Args...>
void descendingPrint(Args... args) {
  /* implementation using ascendingPrint()? */
}

如何在传递参数包之前反转参数包的顺序 args，即在伪代码中：

template<typename Args...>
void descendingPrint(Args... args) {
  ascendingPrint( reverse(args) );
}
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6 回答 6

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总体方法和用法

总体方法包括将参数打包到一个引用std::tuple中，利用完美的转发机制。std::forward_as_tuple()

这意味着，在运行时，您应该产生非常小的开销，并且没有不必要的复制/移动操作。此外，该框架不使用递归（除了编译时递归，这对于生成索引是不可避免的），因此即使编译器无法内联递归函数调用（这不太可能），也没有运行时开销的风险无论如何，所以这更像是一个学术论点）。

此外，此解决方案是通用的，因为您可以将其用作仅头文件的库，以使用反向参数和最小的努力来调用您的函数：descending_print()应该只是一个最小的瘦包装器ascending_print()。

这是它的样子：

MAKE_REVERT_CALLABLE(ascending_print)

template<typename... Args>
void descending_print(Args&&... args)
{
    revert_call(REVERT_ADAPTER(ascending_print), std::forward<Args>(args)...);
}

下面是实现的介绍。

第一步：还原类型序列

这是恢复类型序列的简单方法：

#include <tuple>
#include <type_traits>

template<typename, typename>
struct append_to_type_seq { };

template<typename T, typename... Ts>
struct append_to_type_seq<T, std::tuple<Ts...>>
{
    using type = std::tuple<Ts..., T>;
};

template<typename... Ts>
struct revert_type_seq
{
    using type = std::tuple<>;
};

template<typename T, typename... Ts>
struct revert_type_seq<T, Ts...>
{
    using type = typename append_to_type_seq<
        T,
        typename revert_type_seq<Ts...>::type
        >::type;
};

一个小测试程序：

int main()
{
    static_assert(
        std::is_same<
            revert_type_seq<char, int, bool>::type,
            std::tuple<bool, int, char>
            >::value,
        "Error"
        );
}

还有一个活生生的例子。

第二步：还原元组

下一步包括恢复元组。鉴于通常的指数欺骗机制：

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

namespace detail
{
    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...>
    { };
}

template<int MIN, int MAX>
using index_range = typename detail::range_builder<MIN, MAX>::type;

连同上面定义的函数，元组可以很容易地通过这种方式恢复：

template<typename... Args, int... Is>
typename revert_type_seq<Args...>::type
revert_tuple(std::tuple<Args...> t, index_list<Is...>)
{
    using reverted_tuple = typename revert_type_seq<Args...>::type;

    // Forwarding machinery that handles both lvalues and rvalues...
    auto rt = std::forward_as_tuple(
            std::forward<
                typename std::conditional<
                    std::is_lvalue_reference<
                        typename std::tuple_element<Is, reverted_tuple>::type
                        >::value,
                    typename std::tuple_element<Is, reverted_tuple>::type,
                    typename std::remove_reference<
                        typename std::tuple_element<Is, reverted_tuple>::type
                        >::type
                    >::type
                >(std::get<sizeof...(Args) - Is - 1>(t))...
        );

    return rt;
}

template<typename... Args>
typename revert_type_seq<Args...>::type
revert_tuple(std::tuple<Args...> t)
{
    return revert_tuple(t, index_range<0, sizeof...(Args)>());
}

这是一个简单的测试程序：

#include <iostream>

int main()
{
    std::tuple<int, int, char> t(42, 1729, 'c');
    auto rt = revert_tuple(t);

    std::cout << std::get<0>(rt) << " "; // Prints c
    std::cout << std::get<1>(rt) << " "; // Prints 1729
    std::cout << std::get<2>(rt) << " "; // Prints 42
}

这是一个活生生的例子。

第三步：恢复函数的参数

最后一步是在调用我们的目标函数时解包元组。这是另一个通用实用程序，可以为我们节省几行代码：

template<typename... Args>
typename revert_type_seq<Args...>::type
make_revert(Args&&... args)
{
    auto t = std::forward_as_tuple(std::forward<Args>(args)...);
    return revert_tuple(t);
}

上面的函数创建了一个元组，其元素是提供的参数，但顺序相反。我们还没有准备好定义我们的目标：

template<typename T>
void ascending_print(T&& t)
{
    std::cout << std::forward<T>(t) << " ";
}

template<typename T, typename... Args>
void ascending_print(T&& t, Args&&... args)
{
    ascending_print(std::forward<T>(t));
    ascending_print(std::forward<Args>(args)...);
}

上述函数打印提供的所有参数。我们可以这样写descending_print()：

template<typename T, int... Is>
void call_ascending_print(T&& t, index_list<Is...>)
{
    ascending_print(std::get<Is>(std::forward<T>(t))...);
}

template<typename... Args>
void descending_print(Args&&... args) {
    call_ascending_print(make_revert(std::forward<Args>(args)...),
         index_range<0, sizeof...(Args)>());
}

又是一个简单的测试用例：

int main()
{
    ascending_print(42, 3.14, "Hello, World!");
    std::cout << std::endl;
    descending_print(42, 3.14, "Hello, World!");
}

当然还有一个活生生的例子。

最后一步：简化

上面的解决方案可能理解起来并不简单，但是使用起来可以变得简单，而且非常灵活。给定几个通用函数：

template<typename F, typename... Args, int... Is>
void revert_call(F&& f, index_list<Is...>, Args&&... args)
{
    auto rt = make_revert(std::forward<Args>(args)...);
    f(std::get<Is>(rt)...);
}

template<typename F, typename... Args>
void revert_call(F&& f, Args&&... args)
{
    revert_call(f, index_range<0, sizeof...(Args)>(), 
                std::forward<Args>(args)...);
}

还有几个宏定义（我找不到为函数模板创建重载集的方法，抱歉）：

#define MAKE_REVERT_CALLABLE(func) \
    struct revert_caller_ ## func \
    { \
        template<typename... Args> void operator () (Args&&... args) \
        { func(std::forward<Args>(args)...); } \
    };

#define REVERT_ADAPTER(func) \
    revert_caller_ ## func()

调整任何函数以使用相反的顺序调用参数变得非常容易：

MAKE_REVERT_CALLABLE(ascending_print)

template<typename... Args>
void descending_print(Args&&... args)
{
    revert_call(REVERT_ADAPTER(ascending_print), std::forward<Args>(args)...);
}

int main()
{
    ascending_print(42, 3.14, "Hello, World!");
    std::cout << std::endl;
    descending_print(42, 3.14, "Hello, World!");
}

像往常一样，总结一个活生生的例子。

于 2013-04-09T14:31:14.513 回答
21

我认为你可以颠倒你的逻辑，而不是颠倒论点！例如反转参数的操作。

template <typename T>
void ascendingPrint(const T& x)
{
    cout << x << " ";
}

template<typename T, typename ... Args>
void ascendingPrint(const T& t, Args... args)
{
    ascendingPrint(t);                   // First print `t`
    ascendingPrint(args...);             // Then print others `args...`
}

template <typename T>
void descendingPrint(const T& x)
{
    cout << x << " ";
}

template<typename T, typename ... Args>
void descendingPrint(const T& t, Args... args)
{
    descendingPrint(args...);            // First print others `args...`
    descendingPrint(t);                  // Then print `t`
}

进而

int main()
{
    ascendingPrint(1, 2, 3, 4);
    cout << endl;
    descendingPrint(1, 2, 3, 4);
}

输出

1 2 3 4 
4 3 2 1
于 2013-04-09T14:35:31.477 回答
16

这是我在评论中提到的简单方法：反向生成索引并用它解包一个元组。

// reversed indices...
template<unsigned... Is> struct seq{ using type = seq; };

template<unsigned I, unsigned... Is>
struct rgen_seq : rgen_seq<I-1, Is..., I-1>{};

template<unsigned... Is>
struct rgen_seq<0, Is...> : seq<Is...>{};

#include <tuple>

namespace aux{
template<class Tup, unsigned... Is>
void descending_print(Tup&& t, seq<Is...>)
{
    ascending_print(std::get<Is>(std::forward<Tup>(t))...);
}
} // aux::

template<class... Args>
void descending_print(Args&&... args)
{
    auto t = std::forward_as_tuple(std::forward<Args>(args)...);
    aux::descending_print(t, rgen_seq<sizeof...(Args)>{});
}

活生生的例子。

于 2013-04-09T17:22:31.320 回答
15

这是一个专门的递归实现revert<>：

// forward decl
template<class ...Tn>
struct revert;

// recursion anchor
template<>
struct revert<>
{
    template<class ...Un>
    static void apply(Un const&... un)
    {
        ascendingPrint(un...);
    }
};

// recursion
template<class T, class ...Tn>
struct revert<T, Tn...> 
{
    template<class ...Un>
    static void apply(T const& t, Tn const&... tn, Un const&... un)
    {
        // bubble 1st parameter backwards
        revert<Tn...>::apply(tn..., t, un...);
    }
};

// using recursive function
template<class A, class ...An>
void descendingPrint(A const& a, An const&... an)
{
    revert<An...>::apply(an..., a);
}

它适用于gcc-4.6/7/8和clang，并且可能符合标准——唯一困难的部分是revert<Tn...>::apply(tn..., t, un...).

虽然它有缺点（因为递归经常有），它会生成大量目标函数的模板实例化（代码膨胀）并且不使用完美转发，这可能是一个问题（但也许可以改进以使用它） .

于 2013-04-09T16:51:07.893 回答
4

我的解决方案支持完美转发并且不涉及递归：

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

#include <cstdlib>

template< typename ...types >
void
ascendingPrint(types &&... _values)
{
    (std::cout << ... << std::forward< types >(_values)) << std::endl;
}

template< typename ...types, std::size_t ...indices >
void
descendingPrintHelper(std::tuple< types... > const & refs, std::index_sequence< indices... >)
{
    constexpr std::size_t back_index = sizeof...(indices) - 1;
    return ascendingPrint(std::forward< std::tuple_element_t< back_index - indices, std::tuple< types... > > >(std::get< back_index - indices >(refs))...);
}

template< typename ...types >
void
descendingPrint(types &&... _values)
{
    auto const refs = std::forward_as_tuple(std::forward< types >(_values)...);
    return descendingPrintHelper(refs, std::make_index_sequence< sizeof...(types) >{});
}

int
main()
{
    ascendingPrint(1, ' ', 2, ' ', 3);
    descendingPrint(1, ' ', 2, ' ', 3);
    return EXIT_SUCCESS;
}

活生生的例子（甚至更简单）。

现代编译器也可以完美优化所有不必要的东西：https ://godbolt.org/g/01Qf6w

于 2015-06-25T08:12:20.730 回答
1

这可以使用 C++17 折叠表达式和一个从右到左顺序执行的小技巧来完成。

#include <iostream>

template< typename T> void print(T&& val) { std::cout << val; }

template< typename ... Types > void descendingPrint(Types&&... vals) {
    int tmps = 0;
    ((print(vals), tmps) = ...);
}

int main() {
    descendingPrint(1, ' ', 2, ' ', 3);
    return 0;
}
于 2021-06-26T19:44:28.620 回答