连接元组作为类型

Question

我正在尝试练习一些模板编程。也许有一个标准的方法来做到这一点，我会很感激这样的答案，但我的主要目标是练习模板编程技术，所以我尝试自己实现它：

我需要连接多个元组，但作为类型，不像 std::cat_tuple 那样。所以我需要像 cat<std::tuple<int, float>, std::tuple<char, bool>, ...> 这样的东西来获得 std::tuple<int, float, char, bool, ...> 作为类型。

我当前的尝试因 is not a template 错误而失败：

/* Concat tuples as types: */
template <typename first_t, typename... rest_t> struct cat {
    using type = typename _cat<first_t, typename cat<rest_t...>::type>::type;
                          ^^^^ cat is not a template
};
template <typename first_t, typename second_t>
struct cat<first_t, second_t> {
    using type = typename _cat<first_t, second_t>::type;
                          ^^^^ cat is not a template
};
// Concat two tuples:
template <typename, typename> struct _cat;
template <typename tuple_t, typename first_t, typename... rest_t>
struct _cat<tuple_t, std::tuple<first_t, rest_t...>> {
    using type = typename _cat<typename append<first_t, tuple_t>::type, std::tuple<rest_t...>>::type;
};
template <typename tuple_t, typename first_t>
struct _cat<tuple_t, std::tuple<first_t>> {
    using type = typename append<first_t, tuple_t>::type;
};
// Prepend element to tuple:
template <typename, typename> struct prepend;
template <typename elem_t, typename... tuple_elem_t>
struct prepend<elem_t, std::tuple<tuple_elem_t...>> {
    using type = std::tuple<elem_t, tuple_elem_t...>;
};
// Apppend element to tuple:
template <typename, typename> struct append;
template <typename elem_t, typename... tuple_elem_t>
struct append<elem_t, std::tuple<tuple_elem_t...>> {
    using type = std::tuple<tuple_elem_t..., elem_t>;
};

可能导致错误的原因是什么？

这是一个好方法吗？它可能会以更简单的方式解决，但我希望它是多用途的（使用 append/prepend 操作等）。

Answer 1

稍微reordering定义之后，您的代码就可以正常工作了。

我认为模板元编程没有任何指导方针。可能是因为 C++ 委员会正在增强 TMP "aggressively" 而使用 TMP 的人太少了。

这是我的 Cat 版本，它基本上遵循与您的相同的结构：

template <class, class>
struct Cat;
template <class... First, class... Second>
struct Cat<std::tuple<First...>, std::tuple<Second...>> {
    using type = std::tuple<First..., Second...>;
};

Answer 2

来不及玩了？

我提出以下解决方案

template <typename T, typename ...>
struct cat
 { using type = T; };

template <template <typename ...> class C,
          typename ... Ts1, typename ... Ts2, typename ... Ts3>
struct cat<C<Ts1...>, C<Ts2...>, Ts3...>
   : public cat<C<Ts1..., Ts2...>, Ts3...>
 { };

请注意，此解决方案不仅适用于 std::tuple 的可变列表，还适用于类型的通用容器。如果 std::tuple-only 解决方案对您来说足够了，您可以按如下方式简化它

template <typename T, typename ...>
struct cat
 { using type = T; };

template <typename ... Ts1, typename ... Ts2, typename ... Ts3>
struct cat<std::tuple<Ts1...>, std::tuple<Ts2...>, Ts3...>
   : public cat<std::tuple<Ts1..., Ts2...>, Ts3...>
 { };

您可以测试它是否适用于

   using t1 = typename cat<std::tuple<int, float>,
                           std::tuple<char, bool>,
                           std::tuple<long, char, double>>::type;

   using t2 = std::tuple<int, float, char, bool, long, char, double>;

   static_assert(std::is_same<t1, t2>::value, "!");

-- 编辑--

正如 felix 所指出的（谢谢！），根据我的先例解决方案，我们有

std::is_same<int, typename cat<int>::type>::value == true

即...当 T 不是 std::tuple 时也定义了 cat<T>::type。

这是个问题？

我不知道，因为我不知道如何使用cat<T>::type。

无论如何...避免强加仅当所有Ts...都是类型容器（具有相同容器）时才定义cat<Ts...>::type，这很简单：cat的主要版本变得只声明但未定义

template <typename, typename ...> // or also template <typename...>
struct cat;

并引入了单一类型的额外特化（但仅当它是类型容器时）。

template <template <typename ...> class C, typename ... Ts1>
struct cat<C<Ts1...>>
 { using type = C<Ts1...>; };

Answer 3

单行直接模板别名怎么样：

template<typename ... input_t>
using tuple_cat_t=
decltype(std::tuple_cat(
    std::declval<input_t>()...
));


tuple_cat_t<
    std::tuple<int,float>,
    std::tuple<int>
    > test{1,1.0f,2};

连接元组作为类型

Concatenating tuples as types

c++

c++11

variadic-templates

template-meta-programming

stdtuple