如何拆分元组？

Question

给定一个

   template<typename First, typename... Tail>
   struct something
   {
       std::tuple<First, Tail...> t;
   };

我怎样才能得到一个包含t 中除第一个元素之外的所有元素的std::tuple<Tail...>？

---

我认为总的来说这是一个有趣的问题，但这是我的上下文动机：

我想为元组实现哈希。我以this answer 为基础。我发现里面有一个错误，即没有用值调用hash对象的operator()：

return left() ^ right();

应该是：

return left(std::get<0>(e)) ^ right(???);

？？？将是元组的剩余元素以继续模板的递归实例化。这是包含终止部分的完整代码：

#include <functional>
#include <utility>

namespace std
{

template<typename First, typename... Tail>
struct hash<std::tuple<First, Tail...>>
{
    typedef size_t result_type;
    typedef std::tuple<First, Tail...> argument_type;

    result_type operator()(argument_type const& e) const
    {
        std::hash<First> left;
        std::hash<std::tuple<Tail...>> right;
        return left(std::get<0>(e)) ^ right(???);
    }
};

template<>
struct hash<std::tuple<>>
{
    typedef size_t result_type;
    typedef std::tuple<> argument_type;

    result_type operator()(argument_type const& e) const
    {
        return 1;
    }
};

}

Answer 1

我正在寻找同样的东西，并想出了这个相当直接的 C++14 解决方案：

#include <iostream>
#include <tuple>
#include <utility>

template < typename T , typename... Ts >
auto head( std::tuple<T,Ts...> t )
{
   return  std::get<0>(t);
}

template < std::size_t... Ns , typename... Ts >
auto tail_impl( std::index_sequence<Ns...> , std::tuple<Ts...> t )
{
   return  std::make_tuple( std::get<Ns+1u>(t)... );
}

template < typename... Ts >
auto tail( std::tuple<Ts...> t )
{
   return  tail_impl( std::make_index_sequence<sizeof...(Ts) - 1u>() , t );
}

int main()
{
   auto t = std::make_tuple( 2, 3.14 , 'c' );
   std::cout << head(t) << std::endl;
   std::cout << std::get<0>( tail(t) ) << std::endl;
   std::cout << std::get<1>( tail(t) ) << std::endl;
}

因此，head(.) 返回元组的第一个元素，tail(.) 返回仅包含最后 N-1 个元素的新元组。

Answer 2

使用“索引元组”解包元组，无需递归：

#include <redi/index_tuple.h>

template<typename T, typename... U, unsigned... I>
  inline std::tuple<U...>
  cdr_impl(const std::tuple<T, U...>& t, redi::index_tuple<I...>)
  { return std::tuple<U...>{ std::get<I+1>(t)... }; }

template<typename T, typename... U>
  inline std::tuple<U...>
  cdr(const std::tuple<T, U...>& t)
  { return cdr_impl(t, redi::to_index_tuple<U...>()); }

请参阅https://gitlab.com/redistd/redistd/blob/master/include/redi/index_tuple.h 了解make_index_tuple 和index_tuple，它们是恕我直言处理元组和类似可变参数类模板的基本实用程序。 （类似的实用程序在 C++14 中被标准化为 std::index_sequence，请参阅 index_seq.h 了解独立的 C++11 实现）。

或者，一个非复制版本使用std::tie 获取尾部的references 元组，而不是复制每个元素：

#include <redi/index_tuple.h>

template<typename T, typename... U, unsigned... I>
  inline std::tuple<const U&...>
  cdr_impl(const std::tuple<T, U...>& t, redi::index_tuple<I...>)
  { return std::tie( std::get<I+1>(t)... ); }

template<typename T, typename... U>
  inline std::tuple<const U&...>
  cdr(const std::tuple<T, U...>& t)
  { return cdr_impl(t, redi::to_index_tuple<U...>()); }

Answer 3

这是我可以首先尝试的。可能会更好：

#include <tuple>

template < typename Target, typename Tuple, int N, bool end >
struct builder
{
    template < typename ... Args >
    static Target create(Tuple const& t, Args && ... args)
    {
        return builder<Target,Tuple, N+1, std::tuple_size<Tuple>::value == N+1>::create(t, std::forward<Args>(args)..., std::get<N>(t));
    }
};

template < typename Target, typename Tuple, int N >
struct builder<Target,Tuple,N,true>
{
    template < typename ... Args >
    static Target create(Tuple const& t, Args && ... args) { return Target(std::forward<Args>(args)...); }
};

template < typename Head, typename ... Tail >
std::tuple<Tail...> cdr(std::tuple<Head,Tail...> const& tpl)
{
    return builder<std::tuple<Tail...>, std::tuple<Head,Tail...>, 1, std::tuple_size<std::tuple<Head,Tail...>>::value == 1>::create(tpl);
}

#include <iostream>
int main() {
    std::tuple<int,char,double> t1(42,'e',16.7);
    std::tuple<char,double> t2 = cdr(t1);

    std::cout << std::get<0>(t2) << std::endl;
}

需要注意的一点是，如果您使用自己的类型而不是 std::tuple，您的情况可能会好很多。这很难的原因是标准似乎没有指定这个元组是如何工作的，因为它没有从自身继承。 boost 版本使用了一个你可以挖掘的缺点。这里有一些可能更符合你想要的东西，它会使上述所有操作变得像演员一样简单：

template < typename ... Args > struct my_tuple;

template < typename Head, typename ... Tail >
struct my_tuple<Head,Tail...> : my_tuple<Tail...>
{
    Head val;
    template < typename T, typename ... Args >
    my_tuple(T && t, Args && ... args) 
        : my_tuple<Tail...>(std::forward<Args>(args)...)
        , val(std::forward<T>(t)) 
    {}
};

template < >
struct my_tuple <>
{
};

这是未经测试的，但它应该足以说明这一点，直到它起作用为止。现在要获取“tail”类型的对象，您只需执行以下操作：

template < typename Head, typename ... Tail >
my_tuple<Tail...> cdr(my_tuple<Head,Tail...> const& mtpl) { return mtpl; }

Answer 4

Crazy Eddie 找到了一种解包元组的方法，它确实回答了这个问题。但是，对于您提出的特定问题（即元组散列），为什么不避免所有元组副本，而是使用模板递归来依次散列每个元素？

#include <utility>
#include <iostream>

template< typename T >
size_t left( T const & ) {
  return 1;
}

template< int N, typename Head, typename... Tail >
struct _hash {
  typedef size_t result_type;
  typedef std::tuple< Head, Tail... > argument_type;

  result_type operator ()( argument_type const &e ) const {
    return left(std::get<N>(e)) ^ _hash<N-1, Head, Tail... >()(e);
  }
}; // end struct _hash

template< typename Head, typename... Tail >
struct _hash< 0, Head, Tail... > {
  typedef size_t result_type;
  typedef std::tuple< Head, Tail... > argument_type;

  result_type operator ()( argument_type const &e ) const {
    return left(std::get<0>(e));
  }
}; // end struct _hash< 0 >

template< typename Head, typename... Tail >
size_t hash( std::tuple< Head, Tail... > const &e ) {
  return _hash< sizeof...(Tail), Head, Tail... >()( e );
}

int main( ) {
  std::tuple< int > l_tuple( 5 );
  std::cout << hash( l_tuple ) << std::endl;
}

这以相反的顺序进行散列，但异或是可交换的，所以没关系。

Answer 5

类似这样的：

#include <tuple>

template <bool, typename T, unsigned int ...N> struct tail_impl;

template <typename T, typename ...Args, unsigned int ...N>
struct tail_impl<false, std::tuple<T, Args...>, N...>
{
    static std::tuple<Args...> go(std::tuple<T, Args...> const & x)
    {
        return tail_impl<sizeof...(N) + 1 == sizeof...(Args), std::tuple<T, Args...>, N..., sizeof...(N)>::go(x);
    }
};

template <typename T, typename ...Args, unsigned int ...N>
struct tail_impl<true, std::tuple<T, Args...>, N...>
{
    static std::tuple<Args...> go(std::tuple<T, Args...> const & x)
    {
        return std::tuple<Args...>(std::get<N>(x)...);
    }
};

template <typename T, typename ...Args>
std::tuple<Args...> tail(std::tuple<T, Args...> const & x)
{
    return tail_impl<sizeof...(Args) == 1, std::tuple<T, Args...>, 0>::go(x);
}

测试：

#include <demangle.hpp>
#include <iostream>

typedef std::tuple<int, char, bool> TType;

int main()
{
    std::cout << demangle<TType>() << std::endl;
    std::cout << demangle<decltype(tail(std::declval<TType>()))>() << std::endl;
}

打印：

std::tuple<int, char, bool>
std::tuple<char, bool>

Answer 6

使用 kgadek 对 get part of std::tuple 的回答和 Andre Bergner 的测试代码。这个很好很简单，但我不知道它是否便携。

// works using gcc 4.6.3
// g++ -std=c++0x -W -Wall -g main.cc -o main
#include <iostream>
#include <tuple>

template < typename T , typename... Ts >
const T& head(std::tuple<T,Ts...> t)
{
   return  std::get<0>(t);
}

template <typename T, typename... Ts>
const std::tuple<Ts...>& tail(const std::tuple<T, Ts...>& t)
{
   return (const std::tuple<Ts...>&)t;
}

int main()
{
   auto t = std::make_tuple( 2, 3.14 , 'c' );
   std::cout << head(t) << std::endl;
   std::cout << std::get<0>( tail(t) ) << std::endl;
   std::cout << std::get<1>( tail(t) ) << std::endl;
}