在 C++17 中定义可变坐标（元组）类型？答案

【问题标题】：defining a variadic coordinate (tuple) type in C++17?在 C++17 中定义可变坐标（元组）类型？
【发布时间】：2019-01-09 00:11:48
【问题描述】：

我想定义一个可变元组类型来表示坐标。例如，对于一些魔法类型：

template <unsigned int N>
struct CoordT {
  typedef std::tuple<_some_magic_> coord_type;
};

我想让CoordT<3>::coord_type 成为 3 维坐标类型：

std::tuple<double, double, double>

但我不知道如何使用模板编程生成N重复doubles。

谁能帮忙解释一下怎么写？

【问题讨论】：

@Justin 好点。谢谢。

标签： c++ tuples c++17 variadic-templates template-meta-programming

【解决方案1】：

使用std::make_integer_sequence 生成适当长度的包，然后将元素映射到双精度：

template <size_t n>
struct TupleOfDoubles {
    template <size_t... i>
    static auto foo(std::index_sequence<i...>) {
        return std::make_tuple(double(i)...);
    }
    using type = decltype(foo(std::make_index_sequence<n>{}));
};

http://coliru.stacked-crooked.com/a/7950876813128c55

【讨论】：

谢谢！您能否添加一个关于如何使用 foo 函数创建双精度元组的示例？
@tinlyx 检查 coliru 链接

【解决方案2】：

如果您实际上不需要std::tuple，而只需要像元组一样的东西，请使用std::array：

template <unsigned int N>
struct CoordT {
  typedef std::array<double, N> coord_type;
};

std::array 具有 std::get<I>、std::tuple_size 和 std::tuple_element 的重载。大多数接受元组元素的库和语言工具都将支持std::array，例如std::apply 和structured bindings。

【讨论】：

【解决方案3】：

来不及玩了？

如果您可以接受如下声明（不需要定义）可变参数模板函数

template <std::size_t ... Is>
constexpr auto toIndexSeq (std::index_sequence<Is...> a)
   -> decltype(a);

并且coord_type 是在CoordT 特化中定义的，你可以这样写

template <std::size_t N,
          typename = decltype(toIndexSeq(std::make_index_sequence<N>{}))>
struct CoordT;

template <std::size_t N, std::size_t ... Is>
struct CoordT<N, std::index_sequence<Is...>>
 { using coord_type = std::tuple<decltype((void)Is, 0.0)...>; };

以下是完整的 C++14 编译示例

#include <tuple> 
#include <type_traits> 

template <std::size_t ... Is>
constexpr auto toIndexSeq (std::index_sequence<Is...> a)
   -> decltype(a);

template <std::size_t N,
          typename = decltype(toIndexSeq(std::make_index_sequence<N>{}))>
struct CoordT;

template <std::size_t N, std::size_t ... Is>
struct CoordT<N, std::index_sequence<Is...>>
 { using coord_type = std::tuple<decltype((void)Is, 0.0)...>; };


int main()
 {
   using t0 = std::tuple<double, double, double, double>;
   using t1 = typename CoordT<4u>::coord_type;

   static_assert( std::is_same<t0, t1>::value, "!" );
 }

【讨论】：

【解决方案4】：

一个非常简洁的方法是使用std::tuple_cat和std::array：

template <unsigned int N>
struct CoordT {
  using coord_type = decltype(std::tuple_cat(std::array<double, N>{}));
};

std::tuple_cat 是allowed to support tuple-like types 如std::array，但不保证。但是，我检查了supports this 的每个实现。

【讨论】：