在 C++ 中使用语言特性（不是预处理器指令）自动生成大括号括起来的初始化列表

Question

我正在寻找一种仅使用本机 C++ 语言功能（最高 C++17）的解决方案来完成以下任务：

std::array<Type, unsigned int Elem> array_{Type(), // 1    - Call constructor on Type()
                                           Type(), // 2    - ...
                                            ...  , // 3    - ...
                                           Type()} // Elems - Call the Elem:th Type() constructor

此外，我还想要的是每个构造函数调用应该能够采用任意数量的 arguments。

一个具体的例子是自动编写以下内容：

std::array<std::shared_ptr<int>, 4> array_{std::make_shared<int>(),
                                           std::make_shared<int>(),
                                           std::make_shared<int>(),
                                           std::make_shared<int>()}

也就是说，如果我知道 Type 和 Elem，我想自动创建大括号括起来的初始化列表的过程，并在这个过程中调用 Type:s 构造函数。

有任何想法吗？

更新，我想解决的真正问题如下：

template <typename Type, unsigned int Size>
class Storage {
  public:
    Storage(std::initializer_list<Type> initializer) : array_{initializer} {}
  private:
    std::array<Type, Size> array_;
};


void foo(){
  Storage<std::shared_ptr<int>, 100> storage(...);

  // or perhaps
  auto storage = std::make_shared<Storage<std::shared_ptr<int>, 100>>(here be an initializer list containing calls to 100 std::make_shared<int>());
}

Answer 1

像这样：

#include <array>
#include <memory>
#include <utility>

template <std::size_t ...I>
std::array<std::shared_ptr<int>, sizeof...(I)> foo(std::index_sequence<I...>)
{
    return {(void(I), std::make_shared<int>())...};
}

std::array<std::shared_ptr<int>, 4> array_ = foo(std::make_index_sequence<4>());

来自 C++17 的保证复制省略确保数组是在适当的位置构建的，并且不会发生额外的移动。

返回语句扩展为{(void(0), std::make_shared<int>()), (void(1), std::make_shared<int>())...} 。 void(...)不是绝对必要的，但 Clang 否则会发出警告。

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但如果是我的代码，我会写一个更通用的帮助程序：

#include <utility>

template <typename R, typename N, typename F, N ...I>
[[nodiscard]] R GenerateForEach(std::integer_sequence<N, I...>, F &&func)
{
    return {(void(I), func(std::integral_constant<N, I>{}))...};
}

template <typename R, auto N, typename F>
[[nodiscard]] R Generate(F &&func)
{
    return (GenerateForEach<R, decltype(N)>)(std::make_integer_sequence<decltype(N), N>{}, std::forward<F>(func));
}

然后：

auto array_ = Generate<std::array<std::shared_ptr<int>, 4>, 4>([](auto){return std::make_shared<int>();});

虽然 lambda 在这种情况下丢弃了索引，但它通常最终还是有用的，特别是考虑到在[](auto index){...}中， index.value是 constexpr。