使用 boost::mpl 的类型组合答案

【问题标题】：Combination of types using boost::mpl使用 boost::mpl 的类型组合
【发布时间】：2010-07-23 20:35:14
【问题描述】：

我有一个类型列表，我想从中构造包含两个元素的所有组合的列表。例如：

namespace mpl = boost::mpl;
typedef mpl::vector<int, long> typelist;
// mpl magic...
// the wanted list is equivalent to:
typedef mpl::vector<pair<int, int>, pair<int, long>,
                    pair<long, int>, pair<long, long> > combinations;

在这里，pair<T1,T2> 可以是 std::pair<T1,T2> 或 mpl::vector<T1,T2>。这该怎么做？当我们考虑到 pair<T1, T2> == pair<T2, T1> 时，我也有兴趣删除重复项。
谢谢。

【问题讨论】：

标签： c++ metaprogramming boost-mpl

【解决方案1】：

单个类型int与类型列表mpl::vector<int, long>的组合列表可以通过调用mpl::fold来计算：

typedef fold<
    mpl::vector<int, long>, vector<>, 
    push_back<mpl::_1, std::pair<int, mpl::_2> > 
>::type list_of_pairs;

现在，如果我们将它包装到一个单独的元函数中，并为我们得到的所有类型的初始类型列表调用它：

typedef mpl::vector<int, long> typelist;

template <typename T, typename Result>
struct list_of_pairs
  : mpl::fold<typelist, Result, 
        mpl::push_back<mpl::_1, std::pair<T, mpl::_2> > > 
{};

typedef mpl::fold<
    typelist, mpl::vector<>, mpl::lambda<list_of_pairs<mpl::_2, mpl::_1> >
>::type result_type;

BOOST_MPL_ASSERT(
    mpl::equal<result_type, 
        mpl::vector4<
            std::pair<int, int>, std::pair<int,long>,
            std::pair<long,int>, std::pair<long,long> 
        > >::value);

编辑：回答第二个问题：

制作仅包含唯一元素的结果（在您提到的意义上）有点复杂。首先你需要定义一个元函数比较两个元素并返回 mpl::true_/mpl::false_:

template <typename P1, typename P2>
struct pairs_are_equal
  : mpl::or_<
        mpl::and_<
            is_same<typename P1::first_type, typename P2::first_type>,
            is_same<typename P1::second_type, typename P2::second_type> >,
        mpl::and_<
            is_same<typename P1::first_type, typename P2::second_type>, 
            is_same<typename P1::second_type, typename P2::first_type> > >
{};

然后我们需要定义一个元函数来尝试在给定列表中找到给定元素：

template <typename List, typename T>
struct list_doesnt_have_element
  : is_same<
        typename mpl::find_if<List, pairs_are_equal<mpl::_1, T> >::type, 
        typename mpl::end<List>::type>
{};

现在，这可以用来构建一个新列表，确保没有重复插入：

typedef mpl::fold<
    result_type, mpl::vector<>,
    mpl::if_<
        mpl::lambda<list_doesnt_have_element<mpl::_1, mpl::_2> >, 
        mpl::push_back<mpl::_1, mpl::_2>, mpl::_1>

>::type unique_result_type;

所有这些都是我的想法，因此可能需要在这里或那里进行一些调整。但是这个想法应该是正确的。

编辑：@rafak 概述的小修正

【讨论】：

非常感谢！我不知道如何使用 mpl::lambda。有了您在回答中提供的有关 mpl 的材料，我想我现在可以回答我自己的问题了。
注意：我无法编辑您的帖子，所以这里是我需要的一些小改动：在list_doesnt_have_element 中，将end<List> 替换为typename end<List>::type，与find_if 同上。另外，我必须将BOOST_STATIC_ASSERT(is_same< 替换为BOOST_MPL_ASSERT((mpl::equal<，并在最后加上一个括号。如果有人可以编辑答案，我将删除此评论。

【解决方案2】：

很好的问题。有很多有趣的方法可以解决这个问题。这是一个。

除了_1 和_2 位于mpl::placeholders 和boost::is_same 中之外，所有非限定名称都在mpl 命名空间中，它们可以在type_traits 库中找到。第一个模板是一个辅助类，用于生成由单个元素和给定序列的每个元素组成的所有对的列表。第二个模板将所有结果聚合在一起形成最终序列。请注意，结果不在向量中。您可以使用 mpl::copy 轻松做到这一点。

template <class Elem, class Seq>
struct single_combo {
    typedef typename transform<Seq
            ,lambda< std::pair<Elem, _1> >
        >::type type;
};

template <class Seq>
struct combo {
    typedef typename unique<Seq, is_same<_1,_2> >::type U;
    typedef typename fold<
        typename transform<U
            ,lambda< single_combo<_1, U> >
            >::type
        ,empty_sequence
        ,lambda< joint_view<_1,_2> >
    >::type type;
};

typedef typename combo<typelist>::type combinations;

旁注：如果您正在阅读本文并想要挑战，请尝试自己回答这个问题。这是对 MPL 的一次很好的尝试。

【讨论】：

优秀的答案！谢谢。我不知道意见。所以我尝试用transform_view 替换fold 中的transform，它似乎按预期工作。但如果我在single_combo 中更改转换，则不会（尽管如果直接使用它可以工作，而不是来自combo）。你有解释吗？

【解决方案3】：

我最近一直在自己做一些元编程，你研究过 boost::mpl::set 吗？这将消除重复。至于组合，对我来说这听起来像是映射，那么 boost::mpl::map 呢？请注意，对序列可以采用的类型的限制施加了库限制，尽管可以使用宏进行调整，但您仍然受编译器上限的支配，具体取决于您需要的类型数量处理。

【讨论】：