为每个可变参数模板参数和数组调用函数

Question

所以我有一些X型：

typedef ... X;

和模板函数f ：

class <typename T>
void f(X& x_out, const T& arg_in);

然后是一个函数g ：

void g(const X* x_array, size_t x_array_size);

我需要编写一个variadic模板函数h来执行此操作：

template<typename... Args>
void h(Args... args)
{
    constexpr size_t nargs = sizeof...(args); // get number of args
    X x_array[nargs]; // create X array of that size

    for (int i = 0; i < nargs; i++) // foreach arg
        f(x_array[i], args[i]); // call f (doesn't work)

    g(x_array, nargs); // call g with x_array
}

它不起作用的原因是因为你不能在运行时下标这样的args。

替换h的中间部分的最佳技术是什么？

获胜者是Xeo：

template<class T> X fv(const T& t) { X x; f(x,t); return x; }

template<class... Args>
void h(Args... args)
{
  X x_array[] = { fv(args)... };

  g(x_array, sizeof...(Args));
}

（实际上在我的具体情况下，我可以重写f以按值返回x而不是作为out参数，所以我甚至不需要上面的fv）

Answer 1

你可以重构或包装f来返回一个新的X而不是让它通过，因为这会将包扩展到手中并使函数真正简洁：

template<class T>
X fw(T const& t){ X x; f(x, t); return x; }

template<class... Args>
void h(Args... args){
  X xs[] = { fw(args)... };
  g(xs, sizeof...(Args));
}

实例。

如果您可以将g更改为只接受std::initializer_list ，则会更简洁：

template<class... Args>
void h(Args... args){
  g({f(args)...});
}

实例。 或（也许更好），你也可以提供只是一个包装g转发到真正的g ：

void g(X const*, unsigned){}

void g(std::initializer_list<X> const& xs){ g(xs.begin(), xs.size()); }

template<class... Args>
void h(Args... args){
  g({f(args)...});
}

实例。
编辑：另一个选项是使用临时数组：

template<class T>
using Alias = T;

template<class T>
T& as_lvalue(T&& v){ return v; }

template<class... Args>
void h(Args... args){
  g(as_lvalue(Alias<X[]>{f(args)...}), sizeof...(Args));
}

实例。 请注意， as_lvalue函数很危险，数组仍然只存在于完整表达式的末尾（在本例中为g ），因此在使用它时要小心。 需要Alias ，因为语言语法只允许X[]{ ... } 。

如果所有这些都不可能，您将需要递归来访问args包的所有元素。

#include <tuple>

template<unsigned> struct uint_{}; // compile-time integer for "iteration"

template<unsigned N, class Tuple>
void h_helper(X (&)[N], Tuple const&, uint_<N>){}

template<unsigned N, class Tuple, unsigned I = 0>
void h_helper(X (&xs)[N], Tuple const& args, uint_<I> = {}){
  f(xs[I], std::get<I>(args));
  h_helper(xs, args, uint_<I+1>());
}

template<typename... Args>
void h(Args... args)
{
    static constexpr unsigned nargs = sizeof...(Args);
    X xs[nargs];

    h_helper(xs, std::tie(args...));

    g(xs, nargs);
}

实例。

编辑：受到ecatmur评论的启发，我使用了索引技巧 ，使其仅用于包扩展和f和g原样，而不需要改变它们。

template<unsigned... Indices>
struct indices{
  using next = indices<Indices..., sizeof...(Indices)>;
};
template<unsigned N>
struct build_indices{
  using type = typename build_indices<N-1>::type::next;
};
template <>
struct build_indices<0>{
  using type = indices<>;
};
template<unsigned N>
using IndicesFor = typename build_indices<N>::type;

template<unsigned N, unsigned... Is, class... Args>
void f_them_all(X (&xs)[N], indices<Is...>, Args... args){
  int unused[] = {(f(xs[Is], args), 1)...};
  (void)unused;
}

template<class... Args>
void h(Args... args){
  static constexpr unsigned nargs = sizeof...(Args);
  X xs[nargs];
  f_them_all(xs, IndicesFor<nargs>(), args...);
  g(xs, nargs);
}

实例。

Answer 2

很明显：你不使用迭代而是递归。 当处理可变参数模板时，总会有一些递归。甚至在使用tie()将元素绑定到std::tuple<...>它也是递归的：它恰好发生了递归业务由元组完成。 在你的情况下，你似乎想要这样的东西（可能有一些拼写错误，但总的来说这应该有效）：

template <int Index, int Size>
void h_aux(X (&)[Size]) {
}

template <int Index, int Size, typename Arg, typename... Args>
void h_aux(X (&xs)[Size], Arg arg, Args... args) {
    f(xs[Index], arg);
    h_aux<Index + 1, Size>(xs, args...);
}

template <typename... Args>
void h(Args... args)
{
    X xs[sizeof...(args)];
    h_aux<0, sizeof...(args)>(xs, args...);
    g(xs, sizeof...(args));
}

我认为你将无法使用nargs来定义数组的大小：没有任何东西向编译器表明它应该是一个常量表达式。

Answer 3

好的模板作为问题第一部分的答案：

template <class F, class... Args> 
void for_each_argument(F f, Args&&... args) {
    [](...){}((f(std::forward<Args>(args)), 0)...);
}

Answer 4

即使您无法重写f以按值返回输出参数，使用参数包扩展也相当简单：

struct pass { template<typename ...T> pass(T...) {} };

template<typename... Args>
void h(Args... args)
{
    const size_t nargs = sizeof...(args); // get number of args
    X x_array[nargs]; // create X array of that size

    X *x = x_array;
    int unused[]{(f(*x++, args), 1)...}; // call f
    pass{unused};

    g(x_array, nargs); // call g with x_array
}

应该可以写

    pass{(f(*x++, args), 1)...}; // call f

但似乎g ++（至少4.7.1）有一个错误，它无法将brace-initializer-list参数的评估命令为类初始化者。 数组初始化器虽然可以; 有关更多信息和示例，请参见可变扩展中的排序 。

实例 。

---

作为替代方案，这是Xeo使用生成的索引包提到的技术; 不幸的是它确实需要额外的函数调用和参数，但它相当优雅（特别是如果你碰巧有一个索引包生成器）：

template<int... I> struct index {
    template<int n> using append = index<I..., n>; };
template<int N> struct make_index { typedef typename
    make_index<N - 1>::type::template append<N - 1> type; };
template<> struct make_index<0> { typedef index<> type; };
template<int N> using indexer = typename make_index<N>::type;

template<typename... Args, int... i>
void h2(index<i...>, Args... args)
{
    const size_t nargs = sizeof...(args); // get number of args
    X x_array[nargs]; // create X array of that size

    pass{(f(x_array[i], args), 1)...}; // call f

    g(x_array, nargs); // call g with x_array
}

template<typename... Args>
void h(Args... args)
{
  h2(indexer<sizeof...(args)>(), std::forward<Args>(args)...);
}

参见C ++ 11：我可以从多个args转到元组，但是我可以从元组转到多个args吗？ 欲获得更多信息。 实例 。

Answer 5

Xeo是正确的想法 - 你想构建某种“可变迭代器”，它从其余的代码中隐藏了很多这种肮脏的东西。

我将索引内容隐藏在std :: vector之后的迭代器接口后面，因为std :: tuple也是数据的线性容器。 然后，您可以重新使用它的所有可变参数函数和类，而无需在其他任何地方显式递归代码。