如何在C ++中傳遞參數包？

Question

請考慮以下示例：

template <class T> class method_traits;
template <class T, class Ret, class... Arg> class method_traits<Ret(T::*)(Arg...)> {
public:
    using type = Arg; // this does not work
};

template <class T> using argument_types = typename method_traits<T>::type;

template <class T> class Node {
    T t;
public:
    Node(Input<argument_types<decltype(&T::process)>>... inputs) { // how do I make this work?
        ...
    }
};

Node<T>的構造函數的參數取決於方法T::process的參數。 因此，如果一個類型T有一個方法process該簽名的float process(float a, int b)的構造方法的簽名Node<T>應該是這樣的： Node(Input<float> a, Input<int> b) 。

如何從T::process提取參數包以在Node的構造函數上使用它？

Answer 1

顯然，您無法以這種方式保存類型列表

    using type = Arg;

其中Arg是一個可變的類型列表。

但是你可以將它們保存在一個類型容器中， std::tuple也可以這樣做。 所以我建議修改method_traits ，如下所示

template <typename T>
struct method_traits;

template <typename T, typename Ret, typename... Args>
struct method_traits<Ret(T::*)(Args...)>
 { using tTypes = std::tuple<Args...>; };

並重寫argument_types來攔截std::tuple

template <typename T>
using tTypes = typename method_traits<T>::tTypes;

現在您可以使用默認模板值和部分特化技巧定義節點

template <typename T, typename TArgs = tTypes<decltype(&T::process)>>
struct Node;

通過這種方式，實例化Node<T>對象，您可以有效地獲得Node<T, tTypes<decltype(&T::process)> ，這是一個Node<T, std::tuple<Args...>>想要Args...

因此，您可以簡單地定義Node的以下部分特化，如下所示

template <typename T, typename ... Args>
struct Node<T, std::tuple<Args...>>
 {
   T t;

   Node (Input<Args> ... inputs)
    { /* do something */ }
 };

以下是一個完整的工作示例

#include <tuple>
#include <type_traits>

template <typename T>
struct tWrapper
 { using type = T; };

template <typename T>
using Input = typename tWrapper<T>::type;

template <typename T>
struct method_traits;

template <typename T, typename Ret, typename... Args>
struct method_traits<Ret(T::*)(Args...)>
 { using tTypes = std::tuple<Args...>; };

template <typename T>
using tTypes = typename method_traits<T>::tTypes;

template <typename T, typename TArgs = tTypes<decltype(&T::process)>>
struct Node;

template <typename T, typename ... Args>
struct Node<T, std::tuple<Args...>>
 {
   T t;

   Node (Input<Args> ... inputs)
    { /* do something */ }
 };

struct foo
 {
   float process (float a, int b)
    { return a+b; }
 };

int main ()
 {
   Node<foo> nf(1.0f, 2);
 }

- 編輯 -

正如Julius（以及OP本身）所指出的，此解決方案需要一個具有默認模板值的附加模板類型。

在這個簡化的情況下不是問題，但我可以想象無法添加此附加模板參數的情況（例如：如果Node接收模板參數的可變參數列表）。

在這些情況下，Julius提出了一種使解決方案復雜化但允許避免Node的附加模板參數的方法：添加模板基類，接收TArgs參數，以及使用構造函數繼承。

即：定義NodeBase如下

template <typename, typename>
struct NodeBase;

template <typename T, typename ... Args>
struct NodeBase<T, std::tuple<Args...>>
 {
   T t;

   NodeBase (Input<Args> ...)
    { /* do something */ }
 };

對於Node ，不需要額外的模板參數，可以簡單地寫為

template <typename T>
struct Node
   : public NodeBase<T, tTypes<decltype(&T::process)>>
 { using NodeBase<T, tTypes<decltype(&T::process)>>::NodeBase; };

朱利葉斯遵循這個想法，准備了一個解決方案 ，（恕我直言）更好，更有趣。

Answer 2

以下是基於max66的優秀答案的 C ++ 11中的一個示例（感謝max66的評論）。 這里的差異：

• Node沒有額外的模板參數（相反，使用基類和構造函數繼承）
• 獲得所需的參數，其風格與問題中顯示的略有不同
  • 為合格的成員函數添加重載很簡單
  • 引用不是問題（據我所知;見下面的例子，打印42 ）

http://coliru.stacked-crooked.com/a/53c23e1e9774490c

#include <iostream>

template<class... Ts> struct Types {};

template<class R, class C, class... Args>
constexpr Types<Args...> get_argtypes_of(R (C::*)(Args...)) {
    return Types<Args...>{};
}

template<class R, class C, class... Args>
constexpr Types<Args...> get_argtypes_of(R (C::*)(Args...) const) {
    return Types<Args...>{};
}

template<class T, class ConstructorArgs>
struct NodeImpl;

template<class T, class Arg0, class... Args>
struct NodeImpl<T, Types<Arg0, Args...>> {
  NodeImpl(Arg0 v0, Args...) {
    v0 = typename std::decay<Arg0>::type(42);
    (void)v0;
  }
};

template<class T>
struct Node
  : NodeImpl<T, decltype(get_argtypes_of(&T::process))>
{
  using ConstructorArgs = decltype(get_argtypes_of(&T::process));
  using NodeImpl<T, ConstructorArgs>::NodeImpl;
};

struct Foo {
    void process(int, char, unsigned) const {}
};

struct Bar {
    void process(double&) {}
};

int main() {
    Node<Foo> foo_node{4, 'c', 8u};

    double reftest = 2.0;
    Node<Bar> bar_node{reftest};
    std::cout << reftest << std::endl;
}

Answer 3

使用完美轉發（ 直播 ）：

template<typename... Args>
Node(Args&&... args) {
    process(std::forward<Args>(args)...);
}

Answer 4

這是使用C ++ 14的解決方案。 （注意：我只在clang中測試過它）：

#include <string>
#include <utility>

struct Foo {
    void process(int, std::string);
};

template <typename T>
struct Input { };

template <std::size_t N, typename T, typename ...Types>
struct Extract_type {
    using type = typename Extract_type<N - 1, Types...>::type;
};

template <typename T, typename ...Types>
struct Extract_type<0, T, Types...> {
    using type = T;
};

template <typename T, std::size_t N, typename R, typename ...Args>
typename Extract_type<N, Args...>::type extract(R (T::*)(Args...));

template <typename T, typename R, typename ...Args>
std::integral_constant<std::size_t, sizeof...(Args)> num_args(R (T::*)(Args...));

template <typename T>
struct Node {
    template <typename ...Args>
    Node(Input<Args>&&... args) 
    : Node(std::make_index_sequence<decltype(num_args<T>(&T::process))::value>{ }, std::forward<Input<Args>>(args)...)
    {}

    template <std::size_t ...Indices>
    Node(std::index_sequence<Indices...>, Input<decltype(extract<T, Indices>(&T::process))>...) {}
};


int main() {
    Node<Foo> b{ Input<int>{ }, Input<std::string>{ } };
}

http://coliru.stacked-crooked.com/a/da7670f80a229931

Answer 5

如何使用私有繼承和CRTP？

#include <tuple>
#include <iostream>

template <typename Method> struct method_traits;

template <typename T, typename Ret, typename... Args>
struct method_traits<Ret(T::*)(Args...)> {
public:
    using parameter_pack = std::tuple<Args...>;
};

template <typename Derived, typename Tuple> struct Base;

template <typename Derived, typename... Ts>
struct Base<Derived, std::tuple<Ts...>> {
    void execute_constructor(Ts&&... ts) { 
        Derived* d = static_cast<Derived*>(this);
        d->t.process(std::forward<Ts>(ts)...);
        d->num = sizeof...(Ts);
    }
    virtual ~Base() = default;
};

template <typename T, typename... Rest>
class Node : Base<Node<T, Rest...>, typename method_traits<decltype(&T::process)>::parameter_pack> {
    T t;
    int num;
public:
    using Base = Base<Node<T, Rest...>, typename method_traits<decltype(&T::process)>::parameter_pack>;
    friend Base;  // So that Base can do whatever it needs to Node<T, Rest...>'s data members.
    template <typename... Ts>
    Node (Ts&&... ts) {
        Base::execute_constructor(std::forward<Ts>(ts)...);
        std::cout << "num = " << num << '\n';
    }
};

struct foo {
    void process(int a, char c, bool b) {
        std::cout << "foo(" << a << ", " << c << ", " << std::boolalpha << b << ") carried out.\n";
    }   
};

int main() {
    Node<foo> n(5, 'a', true);
    std::cin.get();
}

輸出：

foo(5, a, true) carried out.
num = 3