C ++ 11 Tagged Tuple

时间:2012-10-25 09:05:50

标签: c++ c++11 tuples

C ++ 11元组很不错,但它们对我有两个不利因素,按索引访问成员是

  1. 不可读
  2. 难以维持(如果我在元组中间添加一个元素,我就搞砸了)
  3. 实质上我想要实现的是这个

    tagged_tuple <name, std::string, age, int, email, std::string> get_record (); {/*...*/}
    // And then soomewhere else
    
    std::cout << "Age: " << get_record().get <age> () << std::endl;
    

    类似的东西(类型标记)在boost :: property_map中实现,但是我不知道如何在具有任意数量元素的元组中实现它

    PS 请建议使用元组元素indecies定义枚举。

    UPD 好的,这是一个动力。在我的项目中,我需要能够“即时”定义许多不同的元组,并且所有这些元组都需要具有某些通用功能和运算符。使用结构

    无法实现这一点

    UPD2 实际上我的例子实现起来可能有点不切实际。怎么样?

    tagged_tuple <tag<name, std::string>, tag<age, int>, tag<email, std::string>> get_record (); {/*...*/}
    // And then soomewhere else
    
    std::cout << "Age: " << get_record().get <age> () << std::endl;
    

8 个答案:

答案 0 :(得分:43)

我不知道有任何现有的类可以做到这一点,但使用std::tuple和索引类型列表将一些东西放在一起相当容易:

#include <tuple>
#include <iostream>

template<typename... Ts> struct typelist {
  template<typename T> using prepend = typelist<T, Ts...>;
};

template<typename T, typename... Ts> struct index;
template<typename T, typename... Ts> struct index<T, T, Ts...>:
  std::integral_constant<int, 0> {};
template<typename T, typename U, typename... Ts> struct index<T, U, Ts...>:
  std::integral_constant<int, index<T, Ts...>::value + 1> {};

template<int n, typename... Ts> struct nth_impl;
template<typename T, typename... Ts> struct nth_impl<0, T, Ts...> {
  using type = T; };
template<int n, typename T, typename... Ts> struct nth_impl<n, T, Ts...> {
  using type = typename nth_impl<n - 1, Ts...>::type; };
template<int n, typename... Ts> using nth = typename nth_impl<n, Ts...>::type;

template<int n, int m, typename... Ts> struct extract_impl;
template<int n, int m, typename T, typename... Ts>
struct extract_impl<n, m, T, Ts...>: extract_impl<n, m - 1, Ts...> {};
template<int n, typename T, typename... Ts>
struct extract_impl<n, 0, T, Ts...> { using types = typename
  extract_impl<n, n - 1, Ts...>::types::template prepend<T>; };
template<int n, int m> struct extract_impl<n, m> {
  using types = typelist<>; };
template<int n, int m, typename... Ts> using extract = typename
  extract_impl<n, m, Ts...>::types;

template<typename S, typename T> struct tt_impl;
template<typename... Ss, typename... Ts>
struct tt_impl<typelist<Ss...>, typelist<Ts...>>:
  public std::tuple<Ts...> {
  template<typename... Args> tt_impl(Args &&...args):
    std::tuple<Ts...>(std::forward<Args>(args)...) {}
  template<typename S> nth<index<S, Ss...>::value, Ts...> get() {
    return std::get<index<S, Ss...>::value>(*this); }
};
template<typename... Ts> struct tagged_tuple:
  tt_impl<extract<2, 0, Ts...>, extract<2, 1, Ts...>> {
  template<typename... Args> tagged_tuple(Args &&...args):
    tt_impl<extract<2, 0, Ts...>, extract<2, 1, Ts...>>(
      std::forward<Args>(args)...) {}
};

struct name {};
struct age {};
struct email {};

tagged_tuple<name, std::string, age, int, email, std::string> get_record() {
  return { "Bob", 32, "bob@bob.bob"};
}

int main() {
  std::cout << "Age: " << get_record().get<age>() << std::endl;
}

您可能希望在现有的访问者之上编写const和右值get访问者。

答案 1 :(得分:8)

C ++没有struct类型,可以像tuple一样迭代;它是/或。

最接近你的是Boost.Fusion的struct adapter。这允许您将结构用作Fusion序列。当然,这也使用了一系列宏,它要求您按照要迭代它们的顺序显式列出结构的成员。在标题中(假设您想在许多翻译单元中迭代结构)。

  

实际上我的例子实现起来可能有点不切实际。怎么样?

你可以实现类似的东西,但这些标识符实际上需要是类型或变量或其他东西。

答案 2 :(得分:7)

我有自己的实现来炫耀,它可以让你不要在文件顶部声明属性。也存在具有声明属性的版本,但不需要定义它们,声明就足够了。

当然,它是纯STL,不使用预处理器。

示例:

#include <named_tuples/tuple.hpp>
#include <string>
#include <iostream>
#include <vector>

namespace {
unsigned constexpr operator "" _h(const char* c,size_t) { return named_tuples::const_hash(c); }
template <unsigned Id> using at = named_tuples::attribute_init_int_placeholder<Id>;
using named_tuples::make_tuple;
}

int main() {
  auto test = make_tuple( 
      at<"nom"_h>() = std::string("Roger")
      , at<"age"_h>() = 47
      , at<"taille"_h>() = 1.92
      , at<"liste"_h>() = std::vector<int>({1,2,3})
      );

  std::cout 
    << test.at<"nom"_h>() << "\n"
    << test.at<"age"_h>() << "\n"
    << test.at<"taille"_h>() << "\n"
    << test.at<"liste"_h>().size() << std::endl;

  test.at<"nom"_h>() = "Marcel";
  ++test.get<1>();

  std::cout 
    << test.get<0>() << "\n"
    << test.get<1>() << "\n"
    << test.get<2>() << "\n"
    << test.get<3>().size() << std::endl;

  return 0;
}

在此处查找完整的来源https://github.com/duckie/named_tuple。随意阅读,很简单。

答案 3 :(得分:1)

我使用boost预处理器实现了“c ++ named tuple”。请参阅下面的示例用法。通过从元组派生,我可以免费获得比较,打印,散列,序列化(假设它们是为元组定义的)。

#include <boost/preprocessor/seq/for_each_i.hpp>
#include <boost/preprocessor/comma_if.hpp>


#define CM_NAMED_TUPLE_ELEMS_ITR(r, xxx, index, x ) BOOST_PP_COMMA_IF(index) BOOST_PP_TUPLE_ELEM(2,0,x) 
#define CM_NAMED_TUPLE_ELEMS(seq) BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH_I(CM_NAMED_TUPLE_ELEMS_ITR, "dum", seq)
#define CM_NAMED_TUPLE_PROPS_ITR(r, xxx, index, x) \
      BOOST_PP_TUPLE_ELEM(2,0,x) BOOST_PP_CAT(get_, BOOST_PP_TUPLE_ELEM(2,1,x))() const { return get<index>(*this); } \
      void BOOST_PP_CAT(set_, BOOST_PP_TUPLE_ELEM(2,1,x))(const BOOST_PP_TUPLE_ELEM(2,0,x)& oo) { get<index>(*this) = oo; }
#define CM_NAMED_TUPLE_PROPS(seq) BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH_I(CM_NAMED_TUPLE_PROPS_ITR, "dum", seq)
#define cm_named_tuple(Cls, seq) struct Cls : tuple< CM_NAMED_TUPLE_ELEMS(seq)> { \
        typedef tuple<CM_NAMED_TUPLE_ELEMS(seq)> Base;                      \
        Cls() {}                                                            \
        template<class...Args> Cls(Args && ... args) : Base(args...) {}     \
        struct hash : std::hash<CM_NAMED_TUPLE_ELEMS(seq)> {};            \
        CM_NAMED_TUPLE_PROPS(seq)                                           \
        template<class Archive> void serialize(Archive & ar, arg const unsigned int version)() {                                                    \
          ar & boost::serialization::base_object<Base>(*this);                              \
        }                                                                   \
      }

//
// Example:
//
// class Sample {
//   public:
//   void do_tata() {
//     for (auto& dd : bar2_) {
//       cout << dd.get_from() << " " << dd.get_to() << dd.get_tata() << "\n";
//       dd.set_tata(dd.get_tata() * 5);
//     }
//     cout << bar1_ << bar2_ << "\n";
//   }
//
//   cm_named_tuple(Foo, ((int, from))((int, to))((double, tata)));  // Foo == tuple<int,int,double> with named get/set functions
//
//   unordered_set<Foo, Foo::hash> bar1_;
//   vector<Foo> bar2_;  
// };

请注意,上面的代码示例假设您已为vector / tuple / unordered_set定义了“通用”ostream打印函数。

答案 4 :(得分:1)

你必须解决的真正问题是:

  • 标签是强制性的还是可选的?
  • 标签是否独一无二?它是在编译时强制执行的吗?
  • 标签位于哪个范围内?您的示例似乎在声明范围内声明了标记,而不是封装在类型中,这可能不是最佳的。

ecatmur提出了一个很好的解决方案;但标签没有封装,标签声明有点笨拙。 C ++ 14将引入tuple addressing by type,这将简化他的设计并保证标签的唯一性,但不能解决它们的范围。

Boost Fusion Map也可以用于类似的东西,但同样,声明标签并不理想。

c++ Standard Proposal forum上有类似内容的建议,可以通过直接将名称与模板参数相关联来简化语法。

This link列出了实现此方法的不同方法(包括ecatmur的解决方案),并为此语法提供了不同的用例。

答案 5 :(得分:1)

我已经解决了#34;生产代码中的类似问题。首先,我有一个普通的结构(实际上是一个具有各种成员函数的类,但它只是我们感兴趣的数据成员)...

class Record
{
    std::string name;
    int age;
    std::string email;
    MYLIB_ENABLE_TUPLE(Record) // macro
};

然后就在struct定义的下面,但在任何命名空间之外,我有另一个宏:

MYLIB_DECLARE_TUPLE(Record, (o.name, o.age, o.email))

这种方法的缺点是成员名称必须列出两次,但这是我能够提出的最好的,同时仍允许结构自己的成员函数中的传统成员访问语法。宏看起来非常接近数据成员本身的定义,因此保持它们彼此同步并不太难。

在另一个头文件中,我有一个类模板:

template <class T>
class TupleConverter;

定义第一个宏,以便将此模板声明为结构的friend,以便它可以访问其私有数据成员:

#define MYLIB_ENABLE_TUPLE(TYPE) friend class TupleConverter<TYPE>;

定义第二个宏以引入模板的特化:

#define MYLIB_DECLARE_TUPLE(TYPE, MEMBERS) \
    template <>                            \
    class TupleConverter<TYPE>             \
    {                                      \
        friend class TYPE;                 \
        static auto toTuple(TYPE& o)       \
            -> decltype(std::tie MEMBERS)  \
        {                                  \
            return std::tie MEMBERS;       \
        }                                  \
    public:                                \
        static auto toTuple(TYPE const& o) \
            -> decltype(std::tie MEMBERS)  \
        {                                  \
            return std::tie MEMBERS;       \
        }                                  \
    };

这会创建两个相同的成员函数名称的重载,TupleConverter<Record>::toTuple(Record const&)是公共的,TupleConverter<Record>::toTuple(Record&)是私有的,只能通过友谊访问Record。两者都通过std::tie将其参数转换为对私有数据成员的引用元组。公共const重载返回一个对const的引用元组,私有非const重载返回一个对非const的引用元组。

在预处理器替换之后,两个friend声明都引用在同一个头文件中定义的实体,因此其他代码不应该滥用友谊来破坏封装。

toTuple无法成为Record的成员函数,因为在Record的定义完成之前无法推断其返回类型。

典型用法如下:

// lexicographical comparison
bool operator< (Record const& a, Record const& b)
{
    return TupleConverter<Record>::toTuple(a) < TupleConverter<Record>::toTuple(b);
}

// serialization
std::ostream& operator<< (std::ostream& os, Record const& r)
{
    // requires template<class... Ts> ostream& operator<<(ostream&, tuple<Ts...>) defined elsewhere
    return os << TupleConverter<Record>::toTuple(r);
}

有很多方法可以扩展,例如在TupleConverter中添加另一个成员函数,它返回std::vector<std::string>个数据成员的名称。

如果我被允许使用可变参数宏,那么解决方案可能会更好。

答案 6 :(得分:1)

以下是另一种方法,定义类型有点麻烦,但它有助于防止编译时出错,因为你用type_pair类来定义对(很像{ {1}})。下一步是添加检查以确保您的密钥/名称在编译时是唯一的

用法:

std::map

我选择不成为成员函数,使其尽可能与std :: tuple类似,但您可以轻松地在类中添加一个。 Source code here

答案 7 :(得分:0)

这是一个类似于ecatmur使用brigand元编程库(https://github.com/edouarda/brigand)的答案的实现:

#include <iostream>
#include <brigand/brigand.hpp>

template<typename Members>
class TaggedTuple{

    template<typename Type>
    struct createMember{
        using type = typename Type::second_type;
    };

    using DataTuple = brigand::transform<Members, createMember<brigand::_1>>;
    using Keys = brigand::keys_as_sequence<Members, brigand::list>;
    brigand::as_tuple<DataTuple> members;

public:

    template<typename TagType>
    auto& get(){
        using index = brigand::index_of<Keys, TagType>;
        return std::get<index::value>(members);
    }
};

int main(){

    struct FloatTag{};
    struct IntTag{};
    struct DoubleTag{};

    TaggedTuple<brigand::map<
            brigand::pair<FloatTag, float>,
            brigand::pair<IntTag, int>,
            brigand::pair<DoubleTag, double>>> tagged;

    tagged.get<DoubleTag>() = 200;
    auto val = tagged.get<DoubleTag>();
    std::cout << val << std::endl;

    return 0;
}