模板元組 - 在每個元素上調用一個函數

Question

我的問題是在代碼中：

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
  }
};

Answer 1

你可以很容易地用一些索引機制來做到這一點。 給定一個用於生成編譯時整數序列的元函數gen_seq （由seq類模板封裝）：

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)>());
}

你可以這樣使用上面的for_each_in_tuple函數：

#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());
}

這是一個活生生的例子。

在您的具體情況下，您可以這樣使用它：

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，這是一個活生生的例子。

更新

如果您使用C++14或更高版本，您可以用std::integer_sequence替換上面的seq和gen_seq類，如下所示：

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，則可以執行此操作（來自下面的評論）：

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

Answer 2

在 C++17 中，你可以這樣做：

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

鑒於some_function對元組中的所有類型都有合適的重載。

這已經適用於 Clang++ 3.9，使用std::experimental::apply 。

Answer 3

除了@M的回答。 Alaggan，如果需要調用元組元素的函數在它們的元組中的外觀^†的順序，在C ++ 17也可以用一個倍的表達這樣的：

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

（ 活生生的例子）。

^{†_{因為否則函數參數的計算順序是未指定的。}}

Answer 4

這是一種可能適用於您的情況的方法：

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)>();
    }
};

這里唯一有點混亂的是do_something_to_each_vec_helper的額外虛擬int模板參數。 當沒有參數剩余時，有必要使 do_something_to_each_vec_helper 仍然是模板。 如果您有另一個要使用的模板參數，您可以在那里使用它。

Answer 5

如果您不是特別熱衷於通用“for each”函數模板形式的解決方案，那么您可以使用這樣的：

#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 構建的測試程序：

#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;
}

可以在沒有輔助索引裝置的通用“for_each”函數模板中使用相同風格的遞歸：

#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

和一個測試程序：

#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;
}

Answer 6

我正在使用元組和元編程進行測試，並找到了當前線程。 雖然我喜歡@Andy 的解決方案，但我認為我的工作可以激勵其他人。

無論如何，盡情享受吧！

#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") );
}

Answer 7

Boost mp11 具有以下功能：

#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;
    });
}