查找类型，is_constructible 持有该类型

Question

我正在使用模板并试图实现以下帮助器。

first_constructible<Types..., Args...>::type

这将返回Types 的第一种类型，它可以从Args... 构造。第一个问题显然是struct 中有两个参数包，所以我将用法改为

first_constructible<std::tuple<Types...>, Args...>::type

我通过将元组类型拆分为 first 和 rest 来实现它，使用 std::is_constructible 检查并在必要时递归。

template<typename T>
struct pop_front_tuple
{
    template<typename U, typename... Us>
    static std::tuple<Us...> impl(std::tuple<U, Us...>);

    using type = decltype(impl(std::declval<T>())); // std::tuple with removed first type
};

template<typename Tuple, typename... Args>
struct first_constructible
{
    using first_type = decltype(std::get<0>(std::declval<Tuple>()));

    using type = typename std::conditional
    <
        std::is_constructible<first_type, Args...>::value,
        first_type,
        typename first_constructible<typename pop_front_tuple<Tuple>::type, Args...>::type
    >::type;
};

// end of recursion
template<typename... Args>
struct first_constructible<std::tuple<>, Args...>
{
    using type = void;
};

但由于某种原因它不起作用。即

first_constructible<std::tuple<std::string, int>, std::string>::type a = ""; // works, a is std::string
first_constructible<std::tuple<std::string, int>>::type a = ""; // fails, error: variable or field 'a' declared void
first_constructible<std::tuple<std::string, int>, std::string::size_type, std::string::value_type> // fails, same error

我不知道我的错误在哪里。 std::is_constructible<std::string>::value 和 std::is_constructible<std::string, std::string::size_type, std::string::value_type>::value 是真的。

Coliru link

Answer 1

首先，一些元编程玩具：

template<class Tag>
using type_t = typename Tag::type;
template<class T> struct tag_t{using type=T; constexpr tag_t(){}};
template<class T> constexpr tag_t<T> tag{};

template<class...Tuples>
using cat_tuples = decltype(std::tuple_cat( std::declval<Tuples>()... ));

template<template<class...>class Z, class Tuple, class=void>
struct filter;
template<template<class...>class Z, class Tuple>
using filter_t = type_t<filter<Z,Tuple>>;

template<template<class...>class Z>
struct filter<Z, std::tuple<>,void>:tag_t<std::tuple<>>{};
template<template<class...>class Z, class T0, class...Ts>
struct filter<Z, std::tuple<T0, Ts...>, std::enable_if_t<Z<T0>::value>>:
    tag_t<
        cat_tuples<
            std::tuple<T0>,
            filter_t<Z, std::tuple<Ts...>>
        >
    >
{};
template<template<class...>class Z, class T0, class...Ts>
struct filter<Z, std::tuple<T0, Ts...>, std::enable_if_t<!Z<T0>::value>>:
    filter<Z, std::tuple<Ts...>>
{};

现在我们解决您的问题：

template<class...Args>
struct is_constructible_test {
    template<class T>
    using result=std::is_constructible<T,Args...>;
};

template<class Tuple, class...Args>
using all_constructible_t = filter_t<is_constructible_test<Args...>::template result, Tuple>;

template<class Tuple, class...Args>
using first_constructible = std::tuple_element_t<0, all_constructible_t<Tuple,Args...>>;

测试代码：

struct bob {
    bob( int, int, int ) {}
};
template<std::size_t>
struct alice {
    alice(int) {}
};

int main() {
    using is_alice = first_constructible<std::tuple<std::string, bob, alice<1>, alice<2>, int>, int>;
    static_assert( std::is_same<is_alice, alice<1>>::value, "works" );
}

live example.

C++14，但仅适用于 _t 别名。将std::foo_t<blah> 替换为typename std::foo<blah>::type。

我所做的是找到每个可构造类型，然后抓住第一个。过滤器是我一直在讨论的一个简单概念，它比写“先通过测试”更容易，因为过滤器后无条件获得第一个在逻辑上是相同的（如果有点贵的话）。

您可以将上面的filter 修改为“短路”并在测试通过时返回而不是与尾部连接：

template<template<class...>class Z, class Tuple, class=void>
struct search;
template<template<class...>class Z, class Tuple>
using search_t = type_t<search<Z,Tuple>>;

template<template<class...>class Z>
struct search<Z, std::tuple<>,void>{};
template<template<class...>class Z, class T0, class...Ts>
struct search<Z, std::tuple<T0, Ts...>, std::enable_if_t<Z<T0>::value>>:
    tag_t<T0>
{};
template<template<class...>class Z, class T0, class...Ts>
struct search<Z, std::tuple<T0, Ts...>, std::enable_if_t<!Z<T0>::value>>:
    search<Z, std::tuple<Ts...>>
{};

并将first_constructible 模板替换为：

template<class Tuple, class...Args>
using first_constructible = search_t<is_constructible_test<Args...>::template result, Tuple>;

live example 2.

我可能可以像你一样使用与元组交互而不是专门化的实用程序函数，并且会有优势。

---

我看到你的一个问题是get<> 返回一个引用，而不是一个值。 std::tuple_element_t 可能是一个更好的计划。

Answer 2

template<class T, class...Args>
struct is_constructible_x : std::is_constructible<T, Args...> {
    using type = T;
};

struct not_found {
    static constexpr bool value = true;
    using type = void;
};

template<class, class...> struct first_constructible;

template<class...Ts, class... Args>
struct first_constructible<std::tuple<Ts...>, Args...> 
    : std::disjunction<is_constructible_x<Ts, Args...>..., not_found> {};

有关 C++17 std::disjunction 的实现，请参阅 cppreference。

Answer 3

我不知道究竟是什么在您的解决方案中不起作用（无论如何，关于using first_type），但您的解决方案过于复杂。

使用偏特化，你可以扔掉pop_front_tuple，定义first_constructible如下。

template <typename...>
struct first_constructible;

template <typename... Args>
struct first_constructible<std::tuple<>, Args...>
 { using type = void; };

template <typename First, typename ... Rest, typename... Args>
struct first_constructible<std::tuple<First, Rest...>, Args...>
 {
   using type = typename std::conditional<
      std::is_constructible<First, Args...>::value,
      First,
      typename first_constructible<std::tuple<Rest...>, Args...>::type
         >::type;
 };

Answer 4

还有一个——该方法避免了类型递归，而是使用 constexpr 函数递归（如果是 c++14，这里甚至不需要递归）：

#include <type_traits>
#include <tuple>
#include <string>

template <std::size_t N>
constexpr std::size_t first_one(bool const (&c)[N], std::size_t I) {
    return (I == N)?N:(c[I]?I:first_one(c, I+1));
}

template <class Tuple, class... Args>
struct first_constructible;

template <class... Ts, class... Args>
struct first_constructible<std::tuple<Ts...>, Args...> {
    static constexpr bool constructible[] = { std::is_constructible<Ts, Args...>::value... };
    using type = typename std::tuple_element<first_one(constructible, 0), std::tuple<Ts..., void>>::type;
};

int main() {
    first_constructible<std::tuple<std::string, int>, std::string>::type a1 = ""; 
    first_constructible<std::tuple<std::string, int>>::type a2 = "";
    first_constructible<std::tuple<std::string, int>, std::string::size_type, std::string::value_type>::type a3 = ""; 
}

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