将模板参数转换为 comma-separated 模板参数列表

Question

如果标题具有误导性或此问题之前已回答，我们深表歉意。

我正在使用 Eigen 的 Tensor 模块，特别是 Eigen::TensorFixedSize class，因为我知道编译时的形状。

本质上，因为这是一个洛伦兹问题，所以 2 阶张量会像，

Eigen::TensorFixedSize<double, Eigen::Sizes<4,4>> t;

一个三阶张量，

Eigen::TensorFixedSize<double, Eigen::Sizes<4,4,4>> t;

等等。

我想写一个 class 能够根据等级初始化张量。在 pseudo-code、

template<typename RANK>
 class Foo
 {
  public:
   ...
  private:
   Eigen::TensorFixedSize<double, Eigen::Sizes<4,4,4,...,RANK times>> _t;
 }

以某种方式从

转换模板参数

<2> --> <4,4>

<3> --> <4,4,4>

最多为 <N> 中的任意无符号整数。

这样可以吗？

Answer 1

是的。

template <class RankIdx>
struct TensorForRank;

template <std::size_t... RankIdx>
struct TensorForRank<std::index_sequence<RankIdx...>> {
    using type = Eigen::TensorFixedSize<double, Eigen::Sizes<(void(RankIdx), 4)...>>;
};

template <std::size_t Rank>
using TensorForRank_t = typename TensorForRank<std::make_index_sequence<Rank>>::type;

用作：

template<std::size_t Rank>
class Foo
{
    // ...
private:
    TensorForRank_t<Rank> _t;
};

See it live on Wandbox（使用占位符 test<...> 模板，因为 Eigen 不可用）

Answer 2

非常好，我会去的。

唯一的缺点是 "useless" 索引序列 [0, 1, 2, ...] 的生成，我们忽略其值，并用我们自己的值代替。

如果我们想直接创建重复值，我们可以编写自己的生成器代码（比较冗长）：

首先创建一个可以包含多个 std::size_t 值的类型，方法是给 std::integer_sequence:

添加别名

template<std::size_t... vals>
using value_sequence = std::integer_sequence<std::size_t, vals...>;

目标是最终创建一个 value_sequence<4, 4, 4>，然后使用这些 4 实例化一个 Eigen::Sizes。

接下来我们需要做的是连接两个序列，因为我们要像这样构建它：

concat(value_sequence<4>, value_sequence<4>) --> value_sequence<4, 4>

我们可以通过接受两个 value_sequence 类型和 returns 连接结果的存根方法来做到这一点。请注意，我们从未为该方法编写定义；我们只是利用类型系统编写的代码比模板特化所需要的代码更少：

template<std::size_t... lhs, std::size_t... rhs>
constexpr auto concat(value_sequence<lhs...>, value_sequence<rhs...>) -> value_sequence<lhs..., rhs...>;

此时我们有足够的机器来创建一个 value_sequence<4,4,4>，所以现在我们需要一种方法来指示我们希望使用的值 (4) 和重复它的次数 (3)生产它：

template<std::size_t value, std::size_t num_repeats>
struct repeated_value
{
    using left_sequence = value_sequence<value>;
    using right_sequence = typename repeated_value<value, num_repeats-1>::type;
    using type = decltype(concat(left_sequence{}, right_sequence{}));
};

repeated_value<4, 3>::type 生成 value_sequence<4, 4, 4>.

由于repeated_value<...>::type是递归的，我们需要通过偏特化提供一个基本情况：

template<std::size_t value>
struct repeated_value<value, 1>
{
    using type = value_sequence<value>;
};

太好了。剩下的就是接收 Eigen::Sizes class 和 value_sequence<4, 4, 4> 类型，并生成 Eigen::Sizes<4, 4, 4>.

我们可以再次使用部分模板专业化来做到这一点：

template<template<std::size_t...> class T, class...>
struct InstantiateWithRepeatedVals;

template<template<std::size_t...> class T, std::size_t... vals>
struct InstantiateWithRepeatedVals<T, value_sequence<vals...>> 
{
    using type = T<vals...>;
};

那个啦！添加一些助手以使其更容易使用，我们就完成了：

template<std::size_t value, std::size_t num_repeats>
using repeated_value_t = typename repeated_value<value, num_repeats>::type;

template<template<std::size_t...> class T, std::size_t Value, std::size_t N>
using InstantiateWithRepeatedVals_t = typename InstantiateWithRepeatedVals<T, repeated_value_t<Value, N>>::type;

现在我们可以这样使用了：

using my_type = InstantiateWithRepeatedVals_t<EigenSizes, 4, 3>;
static_assert(std::is_same_v<my_type, EigenSizes<4, 4, 4>>);

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