c++ - 可変個引数のテンプレート引数を分割する

Question

可変個引数のテンプレート引数を 2 つに分割するにはどうすればよいですか? 何かのようなもの：

template <int d> struct a {
  std::array <int, d> p, q;
  template <typename ... T> a (T ... t) : p ({half of t...}), q ({other half of t...}) {} 
};

Answer 1

Luc のソリューションはクリーンで単純明快ですが、面白みがまったくありません。
可変個引数テンプレートを使用する適切な方法は 1 つしかなく、それらを悪用して非常に複雑なメタプログラミングを行うためです :)

このような ：

template <class T, size_t... Indx, class... Ts>
std::array<T, sizeof...(Indx)>
split_array_range_imp(pack_indices<Indx...> pi, Ts... ts)
{
    return std::array<T, sizeof...(Indx)>{get<Indx>(ts...)...}; //TADA
}


template <class T, size_t begin, size_t end, class... Ts>
std::array<T, end - begin>
split_array_range(Ts... ts)
{
    typename make_pack_indices<end, begin>::type indices;
    return split_array_range_imp<T>(indices, ts...);
}

template <size_t N>
struct DoubleArray
{
  std::array <int, N> p, q;

  template <typename ... Ts>
  DoubleArray (Ts ... ts) :
  p( split_array_range<int, 0                , sizeof...(Ts) / 2 >(ts...) ),
  q( split_array_range<int, sizeof...(Ts) / 2, sizeof...(Ts)     >(ts...) )
  {
  }
};

int main()
{
    DoubleArray<3> mya{1, 2, 3, 4, 5, 6};
    std::cout << mya.p[0] << "\n" << mya.p[1] << "\n" << mya.p[2] << std::endl;
    std::cout << mya.q[0] << "\n" << mya.q[1] << "\n" << mya.q[2] << std::endl;
}

いくつかのヘルパーをコーディングする必要があることを除けば、非常に短いです。

まず、コンパイル時に整数の範囲を生成するために使用される構造体 make_pack_indices が必要です。たとえば、make_pack_indices<5, 0>::type実際にはタイプですpack_indices<0, 1, 2, 3, 4>

template <size_t...>
struct pack_indices {};

template <size_t Sp, class IntPack, size_t Ep>
struct make_indices_imp;

template <size_t Sp, size_t ... Indices, size_t Ep>
struct make_indices_imp<Sp, pack_indices<Indices...>, Ep>
{
    typedef typename make_indices_imp<Sp+1, pack_indices<Indices..., Sp>, Ep>::type type;
};

template <size_t Ep, size_t ... Indices>
struct make_indices_imp<Ep, pack_indices<Indices...>, Ep>
{
    typedef pack_indices<Indices...> type;
};

template <size_t Ep, size_t Sp = 0>
struct make_pack_indices
{
    static_assert(Sp <= Ep, "__make_tuple_indices input error");
    typedef typename make_indices_imp<Sp, pack_indices<>, Ep>::type type;
};

std::get<N>(ts...)また、パラメーター パックの N 番目の要素を返すなど、タプルの std::get と非常によく似た get() 関数も必要です。

template <class R, size_t Ip, size_t Ij, class... Tp>
struct Get_impl
{
    static R& dispatch(Tp...);
};

template<class R,  size_t Ip, size_t Jp, class Head, class... Tp>
struct Get_impl<R, Ip, Jp, Head, Tp...>
{
    static R& dispatch(Head& h, Tp&... tps)
    {
        return Get_impl<R, Ip, Jp + 1, Tp...>::dispatch(tps...);
    }
};

template<size_t Ip, class Head, class... Tp>
struct Get_impl<Head, Ip, Ip, Head, Tp...>
{
    static Head& dispatch(Head& h, Tp&... tps)
    {
        return h;
    }
};


template <size_t Ip, class ... Tp>
typename pack_element<Ip, Tp...>::type&
get(Tp&... tps)
{
    return Get_impl<typename pack_element<Ip, Tp...>::type, Ip, 0, Tp...>::dispatch(tps...);
}

しかし、get() を構築するには、std::tuple_element と非常によく似た pack_element ヘルパー構造も必要です。たとえばpack_element<N, Ts...>::type、パラメーター パックの N 番目のタイプです。

template <size_t _Ip, class _Tp>
class pack_element_imp;

template <class ..._Tp>
struct pack_types {};

template <size_t Ip>
class pack_element_imp<Ip, pack_types<> >
{
public:
    static_assert(Ip == 0, "tuple_element index out of range");
    static_assert(Ip != 0, "tuple_element index out of range");
};

template <class Hp, class ...Tp>
class pack_element_imp<0, pack_types<Hp, Tp...> >
{
public:
    typedef Hp type;
};

template <size_t Ip, class Hp, class ...Tp>
class pack_element_imp<Ip, pack_types<Hp, Tp...> >
{
public:
    typedef typename pack_element_imp<Ip-1, pack_types<Tp...> >::type type;
};

template <size_t Ip, class ...Tp>
class pack_element
{
public:
    typedef typename pack_element_imp<Ip, pack_types<Tp...> >::type type;
};

さあ、いくぞ。
実際、pack_element と get() がまだ標準ライブラリにない理由がよくわかりません。これらのヘルパーは std::tuple に存在しますが、パラメーター pack に存在しないのはなぜですか?

注 : 私の pack_element と make_pack_indices の実装は、libc++ にある std::tuple_element と __make_tuple_indices の実装を直接転置したものです。

Answer 2

可変個引数パラメーターパックを操作するためのヘルパーがまだたくさんありません（または私はそれらに気づいていません）。素敵なBoostライブラリがそれらを私たちにもたらすまで、私たちはまだ私たち自身を書くことができます。

たとえば、配列の初期化をコンストラクター本体に延期する場合は、パラメーターパックの一部を出力イテレーターにコピーする関数を作成して使用できます。

#include <array>
#include <cassert>
#include <iostream>

// Copy n values from the parameter pack to an output iterator
template < typename OutputIterator >
void copy_n( size_t n, OutputIterator )
{
  assert ( n == 0 );
}

template < typename OutputIterator, typename T, typename... Args >
void copy_n( size_t n, OutputIterator out, const T & value, Args... args )
{
  if ( n > 0 )
  {
    *out = value;
    copy_n( n - 1, ++out, args... );
  }
}

// Copy n values from the parameter pack to an output iterator, starting at
// the "beginth" element
template < typename OutputIterator >
void copy_range( size_t begin, size_t size, OutputIterator out )
{
  assert( size == 0 );
}


template < typename OutputIterator, typename T, typename... Args >
void copy_range( size_t begin, size_t size, OutputIterator out, T value, Args... args )
{
  if ( begin == 0 )
  {
    copy_n( size, out, value, args... );
  }
  else
  {
    copy_range( begin - 1, size, out, args... );
  }
}


template < int N > 
struct DoubleArray
{
  std::array< int, N > p;
  std::array< int, N > q;

  template < typename... Args >
  DoubleArray ( Args... args )
  {
    copy_range( 0, N, p.begin(), args... );
    copy_range( N, N, q.begin(), args... );
  } 

};

int main()
{
  DoubleArray<3> mya(1, 2, 3, 4, 5, 6);
  std::cout << mya.p[0] << mya.p[2] << std::endl;  // 13
  std::cout << mya.q[0] << mya.q[2] << std::endl;  // 46
}

ご覧のとおり、パラメーターパックを操作するための独自のアルゴリズムを簡単に作成できます（そうではありません）。必要なのは、再帰とパターンマッチングをよく理解することだけです（テンプレートメタプログラミングを行うときはいつもそうです）。

Answer 3

さらに別の解決策があります：

#include <array>
#include <tuple>
#include <iostream>

template <int i, int o> struct cpyarr_ {
  template < typename T, typename L > static void f (T const& t, L &l) {
    l[i-1] = std::get<i-1+o> (t);
    cpyarr_<i-1,o>::f (t,l);
  }
};

template <int o> struct cpyarr_ <0,o> {
  template < typename T, typename L > static void f (T const&, L&) {}
};

template <int i, int o, typename U, typename ... T> std::array < U, i > cpyarr (U u, T... t) {
  std::tuple < U, T... > l { u, t... };
  std::array < U, i > a; 
  cpyarr_<i,o>::f (l, a); // because std::copy uses call to memmov which is not optimized away (at least with g++ 4.6)
  return a;
}

template <int d> struct a {
  std::array <int, d> p, q;
  template <typename ... T> a (T ... t) : p (cpyarr<d,0> (t...)), q (cpyarr<d,d> (t...)) {} 
};

int main () {
  a <5> x { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
  for (int i = 0; i < 5; i++)
    std::cout << x.p[i] << " " << x.q[i] << "\n";
}

Answer 4

この質問はかなり古いことは知っていますが、昨日、非常によく似た問題の解決策を探しているときに見つけました。私は自分で解決策を考え出し、あなたが望むことをすると信じている小さなライブラリを書くことになりました。それでも興味がある場合は、ここで説明を見つけることができます。