元组和可变参数模板，这是如何工作的？

Question

我见过人们写（关于堆栈溢出本身，询问一些更高级的概念）类似的东西：

template<typename... args>
std::tuple<args...> parse(istream stream) 
{
    return std::make_tuple(args(stream)...);
}

并将其用作

auto tup = parse<int, float, char>(stream);

上面的代码是如何通过解析流来构造元组的呢？对如何将数据放入流中是否有任何具体要求？

Answer 1

为此，必须进行从 std::istream 到指定为模板参数的所有类型的隐式转换。

struct A {
    A(std::istream&) {} // A can be constructed from 'std::istream'.
};

struct B {
    B(std::istream&) {} // B can be constructed from 'std::istream'.
};

int main() {
    std::istringstream stream{"t1 t2"};
    auto tup = parse<A, B>(stream);
}

它通过扩展类型的可变参数列表来工作，并使用提供的std::istream 作为参数构造每个类型。然后留给每种类型的构造函数从流中读取。

还要注意，构造函数的求值顺序没有指定，所以你不能指望可变参数列表中的第一个类型会首先从流中读取，等等。

代码原样不与int、float和char等内置类型一起工作，因为没有从std::istream到任何这些类型的转换。

Answer 2

效果不佳。它依赖于目标类型，其构造函数采用std::istream。

因为很多类型没有这个，你不能将它添加到像int 这样的东西，这是一个糟糕的计划。

改为这样做：

template<class T>
auto read_from_stream( std::istream& stream, T* unused_type_tag )
-> typename std::decay<decltype( T{stream} )>::type
{
  return {stream};
}
template<class T>
auto read_from_stream( std::istream& stream, T* unused_type_tag, ... )
-> typename std::decay<decltype( T(stream) )>::type
{
  return T(stream);
}

template<typename... args>
std::tuple<args...> parse(std::istream& stream)  {
  return std::tuple<args...>{
    read_from_stream(stream, (args*)nullptr)...
  };
}

现在我们调用read_from_stream，而不是直接构造参数。

read_from_stream 上面有两个重载。第一个尝试直接和隐式地从istream 构造我们的对象。第二个从istream 显式构造我们的对象，然后使用RVO 返回它。 ... 确保仅在第一个失败时才使用第二个。

无论如何，这都会打开一个定制点。在X 类型的命名空间中，我们可以编写一个read_from_stream( std::istream&, X* ) 函数，它会自动被调用，而不是上面的默认实现。我们还可以编写read_from_stream( std::istream&, int* ) (etc)，它可以知道如何从istream 解析整数。

这种自定义点也可以使用特征类来完成，但使用重载进行有许多优点：您可以注入与类型相邻的自定义项，而不必打开完全不同的命名空间。自定义操作也更短（没有类包装噪音）。