是否可以使用 C++17 折叠表达式仅折叠包的一部分？

Question

我试图弄清楚如何使用 C++17 折叠表达式仅折叠可变参数模板包的一部分。 假设我想创建一个编译时“分隔字符串”，如"str1_str2_str3_....."

使用这样的代码可以很容易地完成（只是一个例子）：

std::string result;

template<class... Strings>
ConcatString(Strings&... strs)
{
    (ConcatString(strs), ...);
}

template <class String>
void ConcatString(String& str)
{
     result += str + "_"
}

那我们就可以这样执行了

std::string s1 = "s1", s2 = "s2", s3 = "s3";
ConcatString(s1, s2, s3);
// result == "s1_s2_s3_"

如您所见，最后一个分隔符有问题。如果没有运行时检查，有什么办法可以避免这个问题？我可以想象的一种解决方案是仅折叠 (N - 1) 个 args 并“手动”连接最后一个。

Answer 1

您可以递归调用 ConcatString 并使用 constexpr if 来避免运行时检查

template<typename String, typename... Strings>
void ConcatString(String& str, Strings&... strs) {
    if constexpr(sizeof...(strs) == 0) {
        result += str;
    } else {
        result += str + "_";
        ConcatString(strs...);
    }
}

Answer 2

是否可以使用 C++17 折叠表达式仅折叠包的一部分？

不，折叠表达式将折叠整个包。但是，我们可以做一些技巧来实现我们需要的。

在这里，您的Concat 函数可以简化为使用单个二进制折叠。

template<class String, class... Strings>
std::string Concat(const std::string& delimiter, const String& str, const Strings&... strs)
{
     return (str + ... + (delimiter + strs));
}

用法：

int main()
{
    std::cout << Concat(",", "a") << std::endl;
    std::cout << Concat(",", "a", "b") << std::endl;
    std::cout << Concat(",", "a", "b", "c") << std::endl;
}

输出：

一个
a,b
a,b,c

Live Demo

这里的技巧是我们将参数包拆分为一个单数“头”（str）和一个可变参数“尾”（strs）。通过这种方式，我们让函数参数列表从包中提取第一个元素。 （很多 C++11 风格的模板元编程使用了这个技巧）。

另一种方法是为我们的参数包创建一组索引 0、1、...、N，然后对于我们的折叠逻辑，我们可以为第 0、第 N 甚至任意元素做一些特殊的事情.您可以在 pretty print tuple 问题上找到这种方法的各种变体。 在 C++20 中，由于 C++20 中的模板 lambda，我们可以将所有逻辑移动到一个方法中，如下所示：

template<class... Strings>
std::string Concat(const std::string& delimiter, const Strings&... strs)
{
    return [&delimiter]<class Tup, size_t... I> (const Tup& tuple, std::index_sequence<I...>)
    {
        return (std::string{} + ... + (I == 0 ? std::get<I>(tuple) : delimiter + std::get<I>(tuple)));
    }(std::tie(strs...), std::make_index_sequence<sizeof...(strs)>{});
}

Demo 2

那个丑陋的语法是我创建了一个 lambda 并在一个语句中调用它。您可以改为通过std::invoke 调用它使其更具可读性。

请注意，我们使用索引检查是否打印分隔符。

让我们使用索引检查技巧，只用分隔符连接彼此：

template<class... Strings>
std::string ConcatEveryOther(const std::string& delimiter, const Strings&... strs)
{
    return [&delimiter]<class Tup, size_t... I> (const Tup& tuple, std::index_sequence<I...>)
    {
        return (std::string{} + ... + (I % 2 == 0 ? std::get<I>(tuple) : delimiter + std::get<I>(tuple)));
    }(std::tie(strs...), std::make_index_sequence<sizeof...(strs)>{});
}

现在std::cout << ConcatEveryOther(",", "a", "b", "c", "d", "e", "f", "g") << std::endl; 会给我们一个像

这样的输出

a,bc,de,fg

Demo 3

Answer 3

怎么样：

template<typename Last>
std::string concat(Last last) {
    return last;
}

template<typename First, typename ...Rest>
std::string concat(First first, Rest ...rest) {
    return first + '_' + concat(rest...);
}

std::string s1{"foo"}, s2{"bar"}, s3{"baz"};
std::cout << concat(s1, s2, s3); // Prints "foo_bar_baz"

编辑：我使函数更简单：

template <typename First, typename... Rest>
std::string concat(First first, Rest... rest) {
    return (first + ... + ('_' + rest));
}