Question

我想实现一个通用的tuple_map函数，该函数需要一个函子和一个std::tuple，将该函子应用于该元组的每个元素，并返回一个std::tuple结果。该实现非常简单，但是出现了一个问题：该函数应返回哪种类型？我的实现使用了std::make_tuple。但是，建议使用here std::forward_as_tuple。

更具体地说，实现（为简洁起见，省略了空元组的处理）：

#include <cstddef>
#include <tuple>
#include <type_traits>
#include <utility>

template<class Fn, class Tuple, std::size_t... indices>
constexpr auto tuple_map_v(Fn fn, Tuple&& tuple, std::index_sequence<indices...>)
{
    return std::make_tuple(fn(std::get<indices>(std::forward<Tuple>(tuple)))...);
    //          ^^^
}

template<class Fn, class Tuple, std::size_t... indices>
constexpr auto tuple_map_r(Fn fn, Tuple&& tuple, std::index_sequence<indices...>)
{
    return std::forward_as_tuple(fn(std::get<indices>(std::forward<Tuple>(tuple)))...);
    //          ^^^
}

template<class Tuple, class Fn>
constexpr auto tuple_map_v(Fn fn, Tuple&& tuple)
{ 
    return tuple_map_v(fn, std::forward<Tuple>(tuple), 
        std::make_index_sequence<std::tuple_size_v<std::remove_reference_t<Tuple>>>{});
}

template<class Tuple, class Fn>
constexpr auto tuple_map_r(Fn fn, Tuple&& tuple)
{ 
    return tuple_map_r(fn, std::forward<Tuple>(tuple), 
        std::make_index_sequence<std::tuple_size_v<std::remove_reference_t<Tuple>>>{});
}

在情况1中，我们使用std::make_tuple来衰减每个参数的类型（对于值，_v），在情况2中，我们使用std::forward_as_tuple来保留引用（{{1} } 以供参考）。两种情况各有利弊。

悬挂引用。
```
_r
```

引用元组。

auto copy = [](auto x) { return x; };
auto const_id = [](const auto& x) -> decltype(auto) { return x; };

auto r1 = tuple_map_v(copy, std::make_tuple(1));
// OK, type of r1 is std::tuple<int>

auto r2 = tuple_map_r(copy, std::make_tuple(1));
// UB, type of r2 is std::tuple<int&&>

std::tuple<int> r3 = tuple_map_r(copy, std::make_tuple(1));
// Still UB

std::tuple<int> r4 = tuple_map_r(const_id, std::make_tuple(1));
// OK now

仅移动类型。

auto id = [](auto& x) -> decltype(auto) { return x; };

int a = 0, b = 0;
auto r1 = tuple_map_v(id, std::forward_as_tuple(a, b));
// Type of r1 is std::tuple<int, int>
++std::get<0>(r1);
// Increments a copy, a is still zero

auto r2 = tuple_map_r(id, std::forward_as_tuple(a, b));
// Type of r2 is std::tuple<int&, int&>
++std::get<0>(r2);
// OK, now a = 1

引用NonCopyable nc; auto r1 = tuple_map_v(id, std::forward_as_tuple(nc)); // Does not compile without a copy constructor auto r2 = tuple_map_r(id, std::forward_as_tuple(nc)); // OK, type of r2 is std::tuple<NonCopyable&>。
```
std::make_tuple
```

（可能是我做错了或错过了重要的事情。）

似乎auto id_ref = [](auto& x) { return std::reference_wrapper(x); }; NonCopyable nc; auto r1 = tuple_map_v(id_ref, std::forward_as_tuple(nc)); // OK now, type of r1 is std::tuple<NonCopyable&> auto r2 = tuple_map_v(id_ref, std::forward_as_tuple(a, b)); // OK, type of r2 is std::tuple<int&, int&>是可行的方法：它不会产生悬空的引用，但仍然可以强制推断出引用类型。您将如何实现make_tuple（以及与之相关的陷阱）？

Answer 1

您在问题中突出显示的问题是，在按值返回的函子上使用std::forward_as_tuple会在结果元组中留下右值引用。

使用make_tuple不能保留左值引用，但是使用forward_as_tuple不能保留普通值。相反，您可以依靠std::invoke_result来找出结果元组必须持有的类型，并使用适当的std::tuple构造函数。

template<class Fn, class Tuple, std::size_t... indices>
constexpr auto tuple_map_r(Fn fn, Tuple&& tuple, std::index_sequence<indices...>) {
    using tuple_type = std::tuple<
        typename std::invoke_result<
            Fn, decltype(std::get<indices>(std::forward<Tuple>(tuple)))
        >::type...
    >;
    return tuple_type(fn(std::get<indices>(std::forward<Tuple>(tuple)))...);
}

这样，您可以保留fn调用结果的值类别。 Live demo on Coliru

tuple_map应该返回什么？

1 个答案: