c++ - Template tuple - calling a function on each element

Question

My question is in the code:

template<typename... Ts>
struct TupleOfVectors {
  std::tuple<std::vector<Ts>...> tuple;

  void do_something_to_each_vec() {
    //Question: I want to do this:
    //  "for each (N)": do_something_to_vec<N>()
    //How?
  }

  template<size_t N>
  void do_something_to_vec() {
    auto &vec = std::get<N>(tuple);
    //do something to vec
  }
};

score 46 · Accepted Answer

你可以很容易地用一些索引机器来做到这一点。gen_seq给定一个用于生成编译时整数序列的元函数（由seq类模板封装）：

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

    template<int N, int... Is>
    struct gen_seq : gen_seq<N - 1, N - 1, Is...> { };

    template<int... Is>
    struct gen_seq<0, Is...> : seq<Is...> { };
}

以及以下功能模板：

#include <tuple>

namespace detail
{
    template<typename T, typename F, int... Is>
    void for_each(T&& t, F f, seq<Is...>)
    {
        auto l = { (f(std::get<Is>(t)), 0)... };
    }
}

template<typename... Ts, typename F>
void for_each_in_tuple(std::tuple<Ts...> const& t, F f)
{
    detail::for_each(t, f, detail::gen_seq<sizeof...(Ts)>());
}

您可以通过for_each_in_tuple这种方式使用上面的功能：

#include <string>
#include <iostream>

struct my_functor
{
    template<typename T>
    void operator () (T&& t)
    {
        std::cout << t << std::endl;
    }
};

int main()
{
    std::tuple<int, double, std::string> t(42, 3.14, "Hello World!");
    for_each_in_tuple(t, my_functor());
}

这是一个活生生的例子。

在您的具体情况下，您可以这样使用它：

template<typename... Ts>
struct TupleOfVectors
{
    std::tuple<std::vector<Ts>...> t;

    void do_something_to_each_vec()
    {
        for_each_in_tuple(t, tuple_vector_functor());
    }

    struct tuple_vector_functor
    {
        template<typename T>
        void operator () (T const &v)
        {
            // Do something on the argument vector...
        }
    };
};

再一次，这是一个活生生的例子。

更新

如果您使用的是C++14或更高版本，则可以将上面的seq和gen_seq类替换为std::integer_sequence：

namespace detail
{
    template<typename T, typename F, int... Is>
    void
    for_each(T&& t, F f, std::integer_sequence<int, Is...>)
    {
        auto l = { (f(std::get<Is>(t)), 0)... };
    }
} // namespace detail

template<typename... Ts, typename F>
void
for_each_in_tuple(std::tuple<Ts...> const& t, F f)
{
    detail::for_each(t, f, std::make_integer_sequence<int, sizeof...(Ts)>());
}

如果您使用的是C++17或更高版本，您可以这样做（来自下面的评论）：

std::apply([](auto ...x){std::make_tuple(some_function(x)...);} , the_tuple);

score 43 · Accepted Answer

在 C++17 中，您可以这样做：

std::apply([](auto ...x){std::make_tuple(some_function(x)...);} , the_tuple);

鉴于some_function它对元组中的所有类型都有合适的重载。

这已经在 Clang++ 3.9 中有效，使用std::experimental::apply.

score 37 · Accepted Answer

除了@M的回答。Aaggan，如果您需要按照元组中出现的顺序^{†</sup> 对元组元素调用函数，在 C++17 中，您还可以使用如下折叠表达式：}

std::apply([](auto& ...x){(..., some_function(x));}, the_tuple);

（活生生的例子）。

^{†<sub>因为否则函数参数的评估顺序是未指定的。}

score 8 · Accepted Answer

这是一种可能适用于您的情况的方法：

template<typename... Ts>
struct TupleOfVectors {
    std::tuple<std::vector<Ts>...> tuple;

    void do_something_to_each_vec()
    {
        // First template parameter is just a dummy.
        do_something_to_each_vec_helper<0,Ts...>();
    }

    template<size_t N>
    void do_something_to_vec()
    {
        auto &vec = std::get<N>(tuple);
        //do something to vec
    }

private:
    // Anchor for the recursion
    template <int>
    void do_something_to_each_vec_helper() { }

    // Execute the function for each template argument.
    template <int,typename Arg,typename...Args>
    void do_something_to_each_vec_helper()
    {
        do_something_to_each_vec_helper<0,Args...>();
        do_something_to_vec<sizeof...(Args)>();
    }
};

这里唯一有点混乱的是额外的虚拟int模板参数到do_something_to_each_vec_helper. 当没有参数保留时，有必要使 do_something_to_each_vec_helper 仍然是模板。如果您有另一个要使用的模板参数，则可以在那里使用它。

score 6 · Accepted Answer

如果您不是特别喜欢通用“for each”函数模板形式的解决方案，那么您可以使用这样的解决方案：

#ifndef TUPLE_OF_VECTORS_H
#define TUPLE_OF_VECTORS_H

#include <vector>
#include <tuple>
#include <iostream>

template<typename... Ts>
struct TupleOfVectors 
{
    std::tuple<std::vector<Ts>...> tuple;

    template<typename ...Args>
    TupleOfVectors(Args... args)
    : tuple(args...){}

    void do_something_to_each_vec() {
        do_something_to_vec(tuple);
    }

    template<size_t I = 0, class ...P>
    typename std::enable_if<I == sizeof...(P)>::type
    do_something_to_vec(std::tuple<P...> &) {}

    template<size_t I = 0, class ...P>
    typename std::enable_if<I < sizeof...(P)>::type
    do_something_to_vec(std::tuple<P...> & parts) {
        auto & part = std::get<I>(tuple);
        // Doing something...
        std::cout << "vector[" << I << "][0] = " << part[0] << std::endl;
        do_something_to_vec<I + 1>(parts);
    }
};

#endif // EOF

使用 GCC 4.7.2 和 clang 3.2 构建的测试程序：

#include "tuple_of_vectors.h"

using namespace std;

int main()
{
    TupleOfVectors<int,int,int,int> vecs(vector<int>(1,1),
        vector<int>(2,2),
        vector<int>(3,3),
        vector<int>(4,4));

    vecs.do_something_to_each_vec();
    return 0;
}

在没有辅助索引设备的通用“for_each”函数模板中可以使用相同的递归样式：

#ifndef FOR_EACH_IN_TUPLE_H
#define FOR_EACH_IN_TUPLE_H

#include <type_traits>
#include <tuple>
#include <cstddef>

template<size_t I = 0, typename Func, typename ...Ts>
typename std::enable_if<I == sizeof...(Ts)>::type
for_each_in_tuple(std::tuple<Ts...> &, Func) {}

template<size_t I = 0, typename Func, typename ...Ts>
typename std::enable_if<I < sizeof...(Ts)>::type
for_each_in_tuple(std::tuple<Ts...> & tpl, Func func) 
{
    func(std::get<I>(tpl));
    for_each_in_tuple<I + 1>(tpl,func);
}

#endif //EOF

还有一个测试程序：

#include "for_each_in_tuple.h"
#include <iostream>

struct functor
{
    template<typename T>
    void operator () (T&& t)
    {
        std::cout << t << std::endl;
    }
};

int main()
{
    auto tpl = std::make_tuple(1,2.0,"Three");
    for_each_in_tuple(tpl,functor());
    return 0;
}

score 2 · Accepted Answer

我正在使用元组和元编程进行测试，并找到了当前线程。我认为我的工作可以启发其他人，尽管我喜欢@Andy 的解决方案。

总之，开心就好！

#include <tuple>
#include <type_traits>
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <functional>

template<std::size_t I = 0, typename Tuple, typename Func>
typename std::enable_if< I != std::tuple_size<Tuple>::value, void >::type
for_each(const Tuple& tuple, Func&& func)
{
    func(std::get<I>(tuple));
    for_each<I + 1>(tuple, func);
}

template<std::size_t I = 0, typename Tuple, typename Func>
typename std::enable_if< I == std::tuple_size<Tuple>::value, void >::type
for_each(const Tuple& tuple, Func&& func)
{
    // do nothing
}


struct print
{
    template<typename T>
    void operator () (T&& t)
    {
        std::cout << t << std::endl;
    }
};

template<typename... Params>
void test(Params&& ... params)
{
    int sz = sizeof...(params);
    std::tuple<Params...> values(std::forward<Params>(params)...);
    for_each(values, print() );
}


class MyClass
{
public:
    MyClass(const std::string& text) 
        : m_text(text)
    {
    }

    friend std::ostream& operator <<(std::ostream& stream, const MyClass& myClass)
    {
        stream << myClass.m_text;
        return stream;
    }

private:
    std::string m_text;
};


int main()
{
    test(1, "hello", 3.f, 4, MyClass("I don't care") );
}

score 0 · Accepted Answer

Boost mp11 有这个功能：

#include <iostream>
#include <string>
#include <boost/mp11.hpp>

using namespace std;
using boost::mp11::tuple_for_each;

std::tuple t{string("abc"), 47 };

int main(){
    tuple_for_each(t,[](const auto& x){
        cout << x + x << endl;
    });
}

c++ - Template tuple - calling a function on each element

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