结构化绑定宽度

Question

是否可以确定我应该使用结构化绑定语法在方括号中指定多少个变量名，以匹配普通右侧的数据成员数量struct？

我想制作通用库的一部分，它使用结构化绑定将任意类分解为其组成部分。目前还没有结构化绑定的可变版本（而且，我认为，不能用于当前提出的语法），但我的第一个想法是对某些函数 decompose() 进行一组重载，它执行 struct 参数转换成它的一组成分。 decompose() 应该由参数（即 struct）数据成员的数量重载。目前 constexpr if 语法也可用于调度此。但是，为了上述目的，我如何模拟类似于 sizeof... 运算符的东西呢？我不能在 SFINAE 结构的某处使用 auto [a, b, c] 语法，因为它是 分解声明 并且据我所知，任何声明都不能在 decltype 中使用，我也不能使用它是为了我在 lambda 函数体中的目的，因为 lambda 函数也不能在模板参数中使用。

我当然想要内置运算符（语法如 sizeof[] S/sizeof[](S) for class S），但是像下面这样的东西也是可以接受的：

template< typename type, typename = void >
struct sizeof_struct
{

};

template< typename type >
struct sizeof_struct< type, std::void_t< decltype([] { auto && [p1] = std::declval< type >(); void(p1); }) > >
    : std::integral_constant< std::size_t, 1 >
{

};

template< typename type >
struct sizeof_struct< type, std::void_t< decltype([] { auto && [p1, p2] = std::declval< type >(); void(p1); void(p2);  }) > >
    : std::integral_constant< std::size_t, 2 >
{

};

... etc up to some reasonable arity

也许 constexpr lambda 允许我们将它们用于模板的参数中。你怎么看？

即将到来的概念是否可能？

Answer 1

struct two_elements {
  int x;
  double y;
};

struct five_elements {
  std::string one;
  std::unique_ptr<int> two;
  int * three;
  char four;
  std::array<two_elements, 10> five;
};

struct anything {
  template<class T> operator T()const;
};

namespace details {
  template<class T, class Is, class=void>
  struct can_construct_with_N:std::false_type {};

  template<class T, std::size_t...Is>
  struct can_construct_with_N<T, std::index_sequence<Is...>, std::void_t< decltype(T{(void(Is),anything{})...}) >>:
  std::true_type
  {};
}
template<class T, std::size_t N>
using can_construct_with_N=details::can_construct_with_N<T, std::make_index_sequence<N>>;

namespace details {
  template<std::size_t Min, std::size_t Range, template<std::size_t N>class target>
  struct maximize:
    std::conditional_t<
      maximize<Min, Range/2, target>{} == (Min+Range/2)-1,
      maximize<Min+Range/2, (Range+1)/2, target>,
      maximize<Min, Range/2, target>
    >
  {};
  template<std::size_t Min, template<std::size_t N>class target>
  struct maximize<Min, 1, target>:
    std::conditional_t<
      target<Min>{},
      std::integral_constant<std::size_t,Min>,
      std::integral_constant<std::size_t,Min-1>
    >
  {};
  template<std::size_t Min, template<std::size_t N>class target>
  struct maximize<Min, 0, target>:
    std::integral_constant<std::size_t,Min-1>
  {};

  template<class T>
  struct construct_searcher {
    template<std::size_t N>
    using result = ::can_construct_with_N<T, N>;
  };
}

template<class T, std::size_t Cap=20>
using construct_airity = details::maximize< 0, Cap, details::construct_searcher<T>::template result >;

这对从 0 到 20 的 T 的最长构造空气度进行二进制搜索。20 是一个常数，您可以根据需要增加它，但会增加编译时和内存成本。

Live example.

如果你的结构中的数据不能从它自己类型的右值构造，它不会在 C++14 中工作，但我相信 guanteed elision 发生在 C++17 中 (!)

将其转换为结构化绑定需要的不仅仅是一堆手动代码。但是一旦你有了，你应该能够提出 "what is the 3rd type of this struct" 之类的问题。

如果 struct 可以在不完成 tuple_size 的情况下分解为结构化绑定，它的空气性决定了它需要多少变量。

不幸的是 std::tuple_size 即使在 C++17 中也不是 SFINAE 友好的。但是，使用 tuple_size 部分的类型也需要启用 ADL std::get.

创建一个 failure_tag get<std::size_t>(Ts const&...) using std::get 的命名空间。使用它来检测它们是否覆盖了类型 (!std::is_same< get_type<T,0>, failure_tag >{}) 上的 get<0>，如果是，则沿着 tuple_element 路径确定通风。将生成的元素塞入 std::tuple 的 decltype(get<Is>(x)) 和 return 中。

如果失败，请使用上面的 construct_airity，并使用它来确定如何在类型上使用结构化绑定。为了统一起见，我可能会将其发送到 std::tie。

我们现在有 tuple_it，它接受任何类似结构化绑定的内容并将其转换为引用或值的元组。现在两条路都收敛了，你的通用代码更容易了！

Answer 2

还有一种线性方法可以找到 "aggregate arity"（不过，在同样严格的情况下，如已接受的答案）：

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

struct filler { template< typename type > operator type && (); };

template< typename aggregate, 
          typename index_sequence = std::index_sequence<>, 
          typename = void >
struct aggregate_arity
        : index_sequence
{

};

template< typename aggregate, 
          std::size_t ...indices >
struct aggregate_arity< aggregate, 
                        std::index_sequence< indices... >, 
                        std::void_t< decltype(aggregate{(indices, std::declval< filler >())..., std::declval< filler >()}) > >
    : aggregate_arity< aggregate, 
                       std::index_sequence< indices..., sizeof...(indices) > >
{

};

template< std::size_t index, typename type >
constexpr
decltype(auto)
get(type & value) noexcept
{
    constexpr std::size_t arity = aggregate_arity< std::remove_cv_t< type > >::size();
    if constexpr (arity == 1) {        
        auto & [p1] = value;
        if constexpr (index == 0) {
            return (p1);
        } else {
            return;
        }
    } else if constexpr (arity == 2) {
        auto & [p1, p2] = value;
        if constexpr (index == 0) {
            return (p1);
        } else if constexpr (index == 1) {
            return (p2);
        } else {
            return;
        }
    } else if constexpr (arity == 3) {
        auto & [p1, p2, p3] = value;
        if constexpr (index == 0) {
            return (p1);
        } else if constexpr (index == 1) {
            return (p2);
        } else if constexpr (index == 2) {
            return (p3);
        } else {
            return;
        }
    } else /* extend it by yourself for higher arities */ {
        return;
    }
}

// main.cpp
#include <cstdlib>
#include <cassert>

namespace
{

using S = struct { int i; char c; bool b; };

S s{1, '2', true};

decltype(auto) i = get< 0 >(s);
decltype(auto) c = get< 1 >(s);
decltype(auto) b = get< 2 >(s);

static_assert(std::is_same< decltype(i), int & >{});
static_assert(std::is_same< decltype(c), char & >{});
static_assert(std::is_same< decltype(b), bool & >{});

static_assert(&i == &s.i);
static_assert(&c == &s.c);
static_assert(&b == &s.b);

}

int
main()
{
    assert(i == 1);
    assert(c == '2');
    assert(b == true);
    return EXIT_SUCCESS;
}

目前 get() 的参数不能有 const 顶级类型限定符（即 type 可以是 && 和 &，但不能是 const & 和 const &&), 由于 bug.

Live example.

结构化绑定宽度

Structured bindings width

c++

typetraits

variadic-templates

c++17

structured-bindings