Question

我想使用C ++ 11的可变参数模板来实现通用的“随机选择器”功能。

像这样......

template <typename T>
T randomPicker(T one, T two, T three)
{
    int pick = 3 * (rand() / double(RAND_MAX));
    switch (pick)
    {
        case 0:
            return one;
        case 1:
            return two;
        default:
            return three;
    }
}

...除了一般化以接受任意数量的参数（每个相同类型，如上所述 - 尽管接受任何类型作为参数并且在返回时将所选类型转换为某个特定类型T也是可接受的）。

我理解使用模板递归来实现类型安全printf等的想法。可变参数模板也可用于创建上述类型的函数吗？任何提示赞赏！

Answer 1

像这样的东西，虽然我无法测试它：

template <typename First, typename... Others>
First randompicker(First first, Others ...args) {
    const size_t len = sizeof...(args) + 1;
    if (rand() / double(RAND_MAX) < 1.0 / len) {
        return first;
    }
    return randompicker(args...);
}

template <typename Only>
Only randompicker(Only only) {
    return only;
}

我不确定那里的重载是否正确 - 可能是参数包可能是空的，我不知道我是否仍然可以在没有歧义的情况下为一个参数重载。

不可否认，这比使用3个args的示例使用更多随机数，并且可能对舍入错误的偏差更敏感。因此，您可以在开始时从0到len-1选择一个随机数，然后调用一个递归函数，从参数包中选择n个参数：

template <typename First, typename... Others>
First select(size_t idx, First first, Others ...args) {
    if (idx == 0) return first;
    return select(idx-1, args...);
}

template <typename Only>
Only select(size_t, Only only) {
    return only;
}

template <typename First, typename... Others>
First randompicker(First first, Others ...args) {
    static std::default_random_engine re;

    const size_t len = sizeof...(args) + 1;
    std::uniform_int_distribution<size_t> range{0, len - 1};

    const size_t idx = range(re);
    return select(idx, first, args...);
}

在所有情况下，我都有n if / else语句而不是n - 路径切换。您可能对优化器很幸运，或者您可以通过在变量args之前使用First，Second ... A few参数args来“展开循环”。 / p>

Answer 2

我不确定你是否必须使用可变参数模板，但恕我直言，它更容易使用初始化列表。

#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <random>
#include <algorithm>
#include <initializer_list>
using namespace std;

template <class T>
T random_picker(initializer_list<T> container){
    static default_random_engine re;
    uniform_int_distribution<size_t> range{0, container.size()-1};
    auto random_iterator = container.begin();
    advance(random_iterator, range(re));
    return *random_iterator;
}

int main(){
    for(size_t i = 0; i < 10; ++i)
        cout << random_picker({1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}) << endl;
}

Answer 3

一种方法是你可以这样做：

template<typename T, typename... Args>
T randomPicker(T first, Args ...rest) {
    T array[sizeof...(rest) + 1] = {first, rest...};

    return array[rand() % (sizeof...(rest) + 1)];
}

Tested on IdeOne

Answer 4

这应该有效。 randomPicker选择它将返回哪个参数。 randomPicker_impl通过参数工作直到选择正确的参数。 Last的重载可确保模板扩展终止。

完整的工作代码：ideone.com/2TEH1

template< typename Ret, typename Last >
Ret random_picker_impl( size_t i, Last&& last )
{
   return std::forward<Last>(last);
}

template< typename Ret, typename First, typename Second, typename ... Rest >
Ret random_picker_impl( size_t i, First&& first, Second&& second, Rest&&... rest )
{
   if( i == 0 )
   {
      return std::forward<First>(first);
   }
   else
   {
      return random_picker_impl<Ret>( i-1, std::forward<Second>(second), std::forward<Rest>(rest)... );
   }
}

template< typename First, typename ... Rest >
First random_picker( First&& first, Rest&&... rest )
{
   size_t index = (sizeof...(rest) + 1) * (std::rand() / double(RAND_MAX));
   return random_picker_impl<First>( index, std::forward<First>(first), std::forward<Rest>(rest)... );
}

Answer 5

选择链表的随机元素的常用方法是给出1 / 1,1 / 2,1 / 3，...，1 / n几率用当前元素替换拾取的元素每个链接。

#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iostream>

namespace {
template<typename T>
T randomPickerHelper(int& sz, T first) {
    return first;
}
template<typename T, typename ...Args>
T randomPickerHelper(int& sz, T first, Args ...rest) {
    T next = randomPickerHelper(sz, rest...);
    return std::rand() % ++sz ? next : first;
}
}

template<typename T, typename... Args>
T randomPicker(T first, Args ...rest) {
    int sz = 1;
    return randomPickerHelper(sz, first, rest...);
}

int main() {
    std::srand(std::time(0));
    for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
        std::cout << randomPicker(1, 2, 3, 4, 5) << std::endl;
    }
    return 0;
}

尽管多次调用rand()。

template<typename T, typename ...Args>
struct Count {
    static const int sz = Count<Args...>::sz + 1;
};
template<typename T>
struct Count<T> {
    static const int sz = 1;
};

template<typename T>
T pick(int n, T first) {
    return first;
}

template<int N, typename T, typename ...Args>
T pick(int n, T first, Args ...rest) {
    if (n == Count<T, Args...>::sz) {
        return first;
    }
    return pick(n, rest...);
}

template<typename T, typename ...Args>
T randomPicker(T first, Args ...rest) {
    return pick(std::rand() % Count<T, Args...>::sz + 1, first, rest...);
}

我觉得这应该是可行的，但是GCC 4.6.0不支持扩展<Args...>。

使用可变参数模板的随机选择器功能 - 是否可能？

5 个答案: