通过函数中的编译时变量访问 C++11 中的元组元素

Question

以下最小示例使用 g++ -std=c++11 -Wall tuple.cpp -o tuple 编译：

#include <tuple>
#include <iostream>

template<int i>
char get_elem_i(std::tuple<char, char> t)
{
    return std::get<i>(t);
}

int main()
{
    std::tuple<char, char> t('H','i');
    char c = get_elem_i<0>(t);
    std::cout << "The char is: " << c << std::endl;
}

现在，我不想使用指定索引的模板（确切原因：我有自动推导的模板，我不想全部指定）。所以我的第一次尝试是：

char get_elem_i(int i, std::tuple<char, char> t)
{
    return std::get<i>(t);
}

我知道这不能编译。有什么方法可以确保编译器在编译时知道i？也许是这样的？

char get_elem_i(compile_time_known int i, std::tuple<char, char> t)

Answer 1

您可以使用std::array 代替std::tuple。在给出的示例中，元组的成员都具有相同的类型。

所以，我们可以这样做：

char get_elem_i(int i, std::array<char, 2> t)
{
    return t[i];
}

---

以下是您给出的示例的一个轻微变体，以说明为什么在一般情况下不能直接实现：

???? get_elem_i(int i, std::tuple<char, struct foo, class bar> t) {
    return std::get<i>(t);
}

该函数的返回类型是什么？ char? struct foo?

---

你总是可以这样写一个函数：

char get_elem_i(int i, std::tuple<char, char> t) {
    switch (i) {
        case 0: return std::get<0>(t);
        case 1: return std::get<1>(t);
    }

    assert(false);
}

Answer 2

如果您可以在编译时知道i 的值，那么您可以通过将i 的逻辑包装在constexpr 中来绕过指定i 的显式值。

例如：

#include <tuple>
#include <iostream>

constexpr int compile_time_known_i(int input) { return input / 3; }

template<int i>
char get_elem_i(std::tuple<char, char> t)
{
    return std::get<i>(t);
}

int main()
{
    std::tuple<char, char> t('H','i');
    char c = get_elem_i<0>(t);
    char d = get_elem_i<compile_time_known_i(3)>(t);
    std::cout << "The char is: " << c << " " << d <<  std::endl;
}

鉴于您的 i 可以在编译时知道，这可能有助于清理事情（尽管这有多大意义取决于您的用例）。

如果它是传递参数的语法，您可以使用预处理器来实现这一点 - 使用一些可选的type_traits 安全性。

#include <tuple>
#include <iostream>
#include <type_traits>

#define get_elem_i_ct(i, t)                                                                \
    std::get<i>(t);                                                                        \
    static_assert(std::is_integral<decltype(i)>::value, #i " must be an integral type");   \
    static_assert(std::is_same<decltype(t), std::tuple<char, char>>::value, #t " must be a tuple");

int main()
{
    std::tuple<char, char> t('H','i');
    char c = get_elem_i_ct(0, t)
    char d = get_elem_i_ct(1, t)
    std::cout << "The char is: " << c << " " << d <<  std::endl;
}

虽然这达到了规定的句法要求，但我不建议在愤怒时使用这种方法 - 几乎可以肯定有更好的解决方案来解决您的实际问题。