是否可以使用 C++17 折疊表達式僅折疊部分包裝？

Question

我試圖弄清楚如何使用 C++17 折疊表達式僅折疊可變參數模板包的一部分。 假設我想創建一個編譯時“分隔字符串”，如"str1_str2_str3_....."

使用這樣的代碼可以很容易地完成（只是一個例子）：

std::string result;

template<class... Strings>
ConcatString(Strings&... strs)
{
    (ConcatString(strs), ...);
}

template <class String>
void ConcatString(String& str)
{
     result += str + "_"
}

然后我們可以這樣執行

std::string s1 = "s1", s2 = "s2", s3 = "s3";
ConcatString(s1, s2, s3);
// result == "s1_s2_s3_"

如您所見，最后一個分隔符有問題。 如果沒有運行時檢查，有什么辦法可以避免這個問題？ 我可以想象的一種解決方案是僅折疊 (N - 1) 個 args 並“手動”連接最后一個。

Answer 1

您可以遞歸調用ConcatString並使用 constexpr if 以避免運行時檢查

template<typename String, typename... Strings>
void ConcatString(String& str, Strings&... strs) {
    if constexpr(sizeof...(strs) == 0) {
        result += str;
    } else {
        result += str + "_";
        ConcatString(strs...);
    }
}

Answer 2

是否可以使用 C++17 折疊表達式僅折疊部分包裝？

不，折疊表達式將折疊整個包。 但是，我們可以做一些技巧來實現我們所需要的。

在這里，您的Concat function 可以簡化為使用單個二進制折疊。

template<class String, class... Strings>
std::string Concat(const std::string& delimiter, const String& str, const Strings&... strs)
{
     return (str + ... + (delimiter + strs));
}

用法：

int main()
{
    std::cout << Concat(",", "a") << std::endl;
    std::cout << Concat(",", "a", "b") << std::endl;
    std::cout << Concat(",", "a", "b", "c") << std::endl;
}

Output：

一個
一，乙
a,b,c

現場演示

這里的技巧是我們將參數包拆分為一個單數“頭”（ str ）和一個可變參數“尾”（ strs ）。 通過這種方式，我們讓 function 參數列表將第一個元素從包中拉出。 （很多C++11 風格的模板元編程都使用了這個技巧）。

另一種方法是為我們的參數包創建一組索引 0、1、...、N，然后對於我們的折疊邏輯，我們可以為第 0、第 N 甚至任意元素做一些特殊的事情。 您可以在漂亮的打印元組問題上找到這種方法的變體。 在 C++20 中，由於 C++20 中的模板 lambda，我們可以將所有邏輯移動到一個方法中，如下所示：

template<class... Strings>
std::string Concat(const std::string& delimiter, const Strings&... strs)
{
    return [&delimiter]<class Tup, size_t... I> (const Tup& tuple, std::index_sequence<I...>)
    {
        return (std::string{} + ... + (I == 0 ? std::get<I>(tuple) : delimiter + std::get<I>(tuple)));
    }(std::tie(strs...), std::make_index_sequence<sizeof...(strs)>{});
}

演示 2

這種丑陋的語法是我創建了一個 lambda 並在一個語句中調用它。 可以說，您可以改為通過std::invoke調用它使其更具可讀性。

請注意，我們使用索引檢查是否打印分隔符。

讓我們使用索引檢查技巧來只用分隔符連接彼此：

template<class... Strings>
std::string ConcatEveryOther(const std::string& delimiter, const Strings&... strs)
{
    return [&delimiter]<class Tup, size_t... I> (const Tup& tuple, std::index_sequence<I...>)
    {
        return (std::string{} + ... + (I % 2 == 0 ? std::get<I>(tuple) : delimiter + std::get<I>(tuple)));
    }(std::tie(strs...), std::make_index_sequence<sizeof...(strs)>{});
}

現在std::cout << ConcatEveryOther(",", "a", "b", "c", "d", "e", "f", "g") << std::endl; 會給我們一個 output 像

a,bc,de,fg

演示 3

Answer 3

怎么樣：

template<typename Last>
std::string concat(Last last) {
    return last;
}

template<typename First, typename ...Rest>
std::string concat(First first, Rest ...rest) {
    return first + '_' + concat(rest...);
}

std::string s1{"foo"}, s2{"bar"}, s3{"baz"};
std::cout << concat(s1, s2, s3); // Prints "foo_bar_baz"

編輯：我使 function 更簡單：

template <typename First, typename... Rest>
std::string concat(First first, Rest... rest) {
    return (first + ... + ('_' + rest));
}