如何迭代打包的可变参数模板参数列表?

时间:2011-08-29 13:16:54

标签: c++ c++11 variadic-templates

我正在尝试查找迭代包变量模板参数列表的方法。 现在和所有迭代一样,您需要某种方法来了解打包列表中有多少参数,更重要的是如何从打包参数列表中单独获取数据。

一般的想法是迭代列表,将int类型的所有数据存储到向量中,将char *类型的所有数据存储到向量中,并将float类型的所有数据存储到向量中。在这个过程中,还需要一个单独的向量来存储参数进入顺序的各个字符。例如,当你push_back(a_float)时,你也在做一个push_back('f'),它只是存储一个单独的char来了解数据的顺序。我也可以在这里使用std :: string,只需使用+ =。该矢量仅用作示例。

现在设计事物的方式是功能本身是使用宏构建的,尽管有恶意,但它是必需的,因为这是一个实验。因此,使用递归调用几乎是不可能的,因为将包含所有这些的实际实现将在编译时扩展;你不能招募一个宏。

尽管有各种可能的尝试,我仍然坚持要弄清楚如何实际做到这一点。所以相反,我使用了一个更复杂的方法,包括构造一个类型,并将该类型传递到varadic模板,在一个向量中扩展它,然后简单地迭代它。但是我不想像以下那样调用函数:

foo(arg(1), arg(2.0f), arg("three");

所以真正的问题是如果没有这样的话我该怎么办?为了让你们更好地理解代码实际上在做什么,我已经粘贴了我目前正在使用的乐观方法。

struct any {
  void do_i(int   e) { INT    = e; }
  void do_f(float e) { FLOAT  = e; }
  void do_s(char* e) { STRING = e; }

  int   INT;
  float FLOAT;
  char *STRING;
};


template<typename T> struct get        { T      operator()(const any& t) { return T();      } };
template<>           struct get<int>   { int    operator()(const any& t) { return t.INT;    } };
template<>           struct get<float> { float  operator()(const any& t) { return t.FLOAT;  } };
template<>           struct get<char*> { char*  operator()(const any& t) { return t.STRING; } };

#define def(name)                                  \
  template<typename... T>                          \
  auto name (T... argv) -> any {                   \
   std::initializer_list<any> argin = { argv... }; \
    std::vector<any> args = argin;
#define get(name,T)  get<T>()(args[name])
#define end }

any arg(int   a) { any arg; arg.INT    = a; return arg; }
any arg(float f) { any arg; arg.FLOAT  = f; return arg; }
any arg(char* s) { any arg; arg.STRING = s; return arg; }

我知道这很讨厌,但这是一个纯粹的实验,不会在生产代码中使用。这纯粹是一个想法。它可能是一种更好的方式。但是你将如何使用这个系统的一个例子:

def(foo)
  int data = get(0, int);
  std::cout << data << std::endl;
end

看起来很像python。它也有效,但唯一的问题是你如何调用这个函数。 下面是一个简单的例子:

foo(arg(1000));

我需要构建一个新的任何类型,这是非常美观的,但不是说那些宏也不是。除此之外,我只想做的选择:     FOO(1000);

我知道它可以完成,我只需要某种迭代方法,或者更重要的是一些std :: get方法用于打包的variadic模板参数列表。我确信可以做到。

另外需要注意的是,我很清楚这不是类型友好的,因为我只支持int,float,char *,这对我来说没关系。我不需要任何其他东西,我将添加检查以使用type_traits来验证传递的参数确实是正确的,如果数据不正确则产生编译时错误。这纯粹不是问题。除了这些POD类型之外,我也不需要任何支持。

如果我能得到一些建设性的帮助,反对关于我纯粹不合逻辑和愚蠢地使用宏和仅POD类型的论点,那将是非常高兴的。我很清楚代码是多​​么脆弱和破碎。这是merley的一个实验,我稍后可以解决非POD数据的问题,并使其更加类型安全和可用。

感谢您的光临,我期待着提供帮助。

9 个答案:

答案 0 :(得分:30)

如果要将参数包装到any,可以使用以下设置。我还使any类更有用,尽管从技术上讲它不是any类。

#include <vector>
#include <iostream>

struct any {
  enum type {Int, Float, String};
  any(int   e) { m_data.INT    = e; m_type = Int;}
  any(float e) { m_data.FLOAT  = e; m_type = Float;}
  any(char* e) { m_data.STRING = e; m_type = String;}
  type get_type() const { return m_type; }
  int get_int() const { return m_data.INT; }
  float get_float() const { return m_data.FLOAT; }
  char* get_string() const { return m_data.STRING; }
private:
  type m_type;
  union {
    int   INT;
    float FLOAT;
    char *STRING;
  } m_data;
};

template <class ...Args>
void foo_imp(const Args&... args)
{
    std::vector<any> vec = {args...};
    for (unsigned i = 0; i < vec.size(); ++i) {
        switch (vec[i].get_type()) {
            case any::Int: std::cout << vec[i].get_int() << '\n'; break;
            case any::Float: std::cout << vec[i].get_float() << '\n'; break;
            case any::String: std::cout << vec[i].get_string() << '\n'; break;
        }
    }
}

template <class ...Args>
void foo(Args... args)
{
    foo_imp(any(args)...);  //pass each arg to any constructor, and call foo_imp with resulting any objects
}

int main()
{
    char s[] = "Hello";
    foo(1, 3.4f, s);
}

然而,可以编写函数来访问可变参数模板函数中的第n个参数,并将函数应用于每个参数,这可能是一种更好的方式来做任何你想要实现的事情。

答案 1 :(得分:20)

这不是人们通常使用Variadic模板的方式,而根本不是。

根据语言规则,无法对可变参数包进行迭代,因此您需要转向递归。

class Stock
{
public:
  bool isInt(size_t i) { return _indexes.at(i).first == Int; }
  int getInt(size_t i) { assert(isInt(i)); return _ints.at(_indexes.at(i).second); }

  // push (a)
  template <typename... Args>
  void push(int i, Args... args) {
    _indexes.push_back(std::make_pair(Int, _ints.size()));
    _ints.push_back(i);
    this->push(args...);
  }

  // push (b)
  template <typename... Args>
  void push(float f, Args... args) {
    _indexes.push_back(std::make_pair(Float, _floats.size()));
    _floats.push_back(f);
    this->push(args...);
  }

private:
  // push (c)
  void push() {}

  enum Type { Int, Float; };
  typedef size_t Index;

  std::vector<std::pair<Type,Index>> _indexes;
  std::vector<int> _ints;
  std::vector<float> _floats;
};

示例(在行动中),假设我们有Stock stock;

  • stock.push(1, 3.2f, 4, 5, 4.2f);被解析为(a)因为第一个参数是int
  • this->push(args...)扩展为this->push(3.2f, 4, 5, 4.2f);,解析为(b)第一个参数为float
  • this->push(args...)扩展为this->push(4, 5, 4.2f);,解析为(a)第一个参数为int
  • this->push(args...)扩展为this->push(5, 4.2f);,解析为(a)第一个参数为int
  • this->push(args...)扩展为this->push(4.2f);,解析为(b)第一个参数为float
  • this->push(args...)扩展为this->push();,由于没有参数,因此解析为(c),从而结束递归

因此:

  • 添加另一个类型来处理就像添加另一个重载一样简单,更改第一个类型(例如,std::string const&
  • 如果传递完全不同的类型(比如Foo),则不能选择任何重载,从而导致编译时错误。

一个警告:自动转换意味着double会选择重载(b),而short会选择重载(a)。如果不希望这样,那么需要引入SFINAE,这使得该方法稍微复杂一些(至少是它们的签名),例如:

template <typename T, typename... Args>
typename std::enable_if<is_int<T>::value>::type push(T i, Args... args);

is_int的位置如下:

template <typename T> struct is_int { static bool constexpr value = false; };
template <> struct is_int<int> { static bool constexpr value = true; };

另一种选择是考虑变体类型。例如:

typedef boost::variant<int, float, std::string> Variant;

它已经存在,有了所有实用程序,它可以存储在vector中,复制等等......看起来非常像你需要的,即使它不使用Variadic模板。

答案 2 :(得分:17)

您可以通过在{}之间使用参数包初始化它来创建容器。只要params的类型......是同质的或者至少可以转换为容器的元素类型,它就可以工作。 (用g ++ 4.6.1测试)

#include <array>

template <class... Params>
void f(Params... params) {
    std::array<int, sizeof...(params)> list = {params...};
}

答案 3 :(得分:10)

目前没有特定的功能,但您可以使用一些解决方法。

使用初始化列表

一种解决方法使用的事实是,initialization lists的子表达式按顺序进行评估。 int a[] = {get1(), get2()}会在执行get1之前执行get2。也许fold expressions将来会用于类似的技术。要在每个参数上调用do(),您可以执行以下操作:

template <class... Args>
void doSomething(Args... args) {
    int x[] = {args.do()...};
}

但是,这仅在do()返回int时才有效。您可以使用comma operator来支持无法返回正确值的操作。

template <class... Args>
void doSomething(Args... args) {
    int x[] = {(args.do(), 0)...};
}

要做更复杂的事情,你可以把它们放在另一个功能中:

template <class Arg>
void process(Arg arg, int &someOtherData) {
    // You can do something with arg here.
}

template <class... Args>
void doSomething(Args... args) {
    int someOtherData;
    int x[] = {(process(args, someOtherData), 0)...};
}

请注意,使用泛型lambdas(C ++ 14),您可以定义一个函数来为您执行此样板。

template <class F, class... Args>
void do_for(F f, Args... args) {
    int x[] = {(f(args), 0)...};
}

template <class... Args>
void doSomething(Args... args) {
    do_for([&](auto arg) {
        // You can do something with arg here.
    }, args...);
}

使用递归

另一种可能性是使用递归。这是一个小例子,它定义了与上面类似的函数do_for

template <class F, class First, class... Rest>
void do_for(F f, First first, Rest... rest) {
    f(first);
    do_for(f, rest...);
}
template <class F>
void do_for(F f) {
    // Parameter pack is empty.
}

template <class... Args>
void doSomething(Args... args) {
    do_for([&](auto arg) {
        // You can do something with arg here.
    }, args...);
}

答案 4 :(得分:10)

这确实是 JojOatXGME 的答案的改进(我通过研究他们的答案来弄清楚)。这对于我不使用外部函数(c ++ 17)的混合类型输入最有效:

#include <iostream>

template <typename ... T>
void Foo (T && ... multi_inputs)
{
    int i = 0;
    
    ([&] (auto & input)
    {
        // Do things in your "loop" lambda
    
        ++i;
        std::cout << "input " << i << " = " << input << std::endl;

    } (multi_inputs), ...);
}


int main()
{
    Foo(2, 3, 4u, (int64_t) 9, 'a', 2.3);
    
    return 0;
}

g++ -std=c++17的输出:

输入1 = 2
输入2 = 3
输入3 = 4
输入4 = 9
输入5 = a
输入6 = 2.3

如果您想要一种中断条件或在“循环”中返回,那么这是一种解决方法:

struct BREAK {};

template <typename ... T>
bool Foo (T && ... multi_inputs)
{
    int i = 0;

    auto loop = [&] (auto & input)
    {
        // Do things in your "loop" lambda

        ++i;
        std::cout << "input " << i << " = " << input << std::endl;
        
        // some conditional breaks / returns
        
        if (input == 9)
            throw BREAK();
            
        if (input < 0)
            throw false;
            
        if (input == 'a')
            throw true;
    };

    try
    {
        (loop(multi_inputs), ...);
    }
    catch (BREAK) {}
    catch (bool return_val)
    {
        return return_val;
    }
 
    // more post-loop code

    return true;    
}

第二个答案可能是代​​码味道,但表明它是通用的。另外,如果您想要完美的转发,请更改为以下内容:

(auto && input) // double "&" now

// ...

(std::forward<T>(multi_inputs)), ...);

答案 5 :(得分:5)

基于循环的范围非常棒:

#include <iostream>
#include <any>

template <typename... Things>
void printVariadic(Things... things) {
    for(const auto p : {things...}) {
        std::cout << p.type().name() << std::endl;
    }
}

int main() {
    printVariadic(std::any(42), std::any('?'), std::any("C++"));
}

对我来说,this会产生输出:

i
c
PKc

Here是一个没有std::any的示例,对于那些不熟悉std::type_info的人来说可能更容易理解:

#include <iostream>

template <typename... Things>
void printVariadic(Things... things) {
    for(const auto p : {things...}) {
        std::cout << p << std::endl;
    }
}

int main() {
    printVariadic(1, 2, 3);
}

正如您所料,这会产生:

1
2
3

答案 6 :(得分:3)

你不能迭代,但你可以递归列表。检查维基百科上的printf()示例:http://en.wikipedia.org/wiki/C++0x#Variadic_templates

答案 7 :(得分:1)

#include <iostream>    

template <typename Fun>
void iteratePack(const Fun&) {}

template <typename Fun, typename Arg, typename ... Args>
void iteratePack(const Fun &fun, Arg &&arg, Args&& ... args)
{
    fun(std::forward<Arg>(arg));
    iteratePack(fun, std::forward<Args>(args)...);
}

template <typename ... Args>
void test(const Args& ... args)
{
    iteratePack([&](auto &arg)
    {
        std::cout << arg << std::endl;
    },
    args...);
}

int main()
{
    test(20, "hello", 40);

    return 0;
}

输出:

20
hello
40

答案 8 :(得分:0)

你可以使用多个可变参数模板,这有点乱,但它的工作原理很容易理解。 你只需要一个带有可变参数模板的函数,如下所示:

template <typename ...ArgsType >
void function(ArgsType... Args){
     helperFunction(Args...);
}

这样的辅助函数:

void helperFunction() {}

template <typename T, typename ...ArgsType >
void helperFunction(T t, ArgsType... Args) {

     //do what you want with t
    function(Args...);

}

现在当你打电话&#34;功能&#34; &#34; helperFunction&#34;将调用并将第一个传递的参数与其余参数隔离,此变量可用于调用另一个函数(或其他东西)。然后&#34;功能&#34;将一次又一次地调用,直到不再有变量为止。请注意,您可能必须在&#34; function&#34;。

之前声明helperClass

最终代码如下所示:

void helperFunction();

template <typename T, typename ...ArgsType >
void helperFunction(T t, ArgsType... Args);

template <typename ...ArgsType >
void function(ArgsType... Args){
     helperFunction(Args...);
}

void helperFunction() {}

template <typename T, typename ...ArgsType >
void helperFunction(T t, ArgsType... Args) {

     //do what you want with t
    function(Args...);

}

代码未经过测试。