使用可变参数模板时，如何获取第 n 个参数类型？

Question

我想要一个包含n 值的类，就像std::tuple。不过，我不能完全使用元组，因为在获取值时有额外的逻辑——它们是按需提供的。

请以我写的这个类为例：

// somewhere else
template<typename TVal>
TVal valueGetter() { ... };

template<typename ...TColValue>
class ResultRow
{
public:
  template<unsigned int TIndex>
  get_nth_from_variadric<TIndex, TColValue> GetValue() const
  {
    return valueGetter<get_nth_from_variadric<TIndex, TColValue> >();
  }
  

};

我希望它的工作方式是用户只需调用int myVal = GetValue<1>，给定类模板参数ResultRow<bool, int>。为此，我需要能够将模板参数的索引转换为类型。

我该怎么做？

Answer 1

您可以借助递归继承类型特征从参数包中获取类型。

template<unsigned int TIndex, typename ...TColValue>
struct get_nth_from_variadric_type;

template<unsigned int TIndex, typename Head, typename... Tail >
struct get_nth_from_variadric_type<TIndex, Head, Tail...>
    : get_nth_from_variadric_type<TIndex-1, Tail...> { };

template<typename Head, typename... Tail>
struct get_nth_from_variadric_type<0, Head, Tail...> {
   using type = Head;
};

template<unsigned int TIndex, typename ...TColValue>
using get_nth_from_variadric = typename get_nth_from_variadric_type<TIndex, TColValue...>::type;

然后像这样使用它

template<typename ...TColValue>
class ResultRow
{
public:
  template<unsigned int TIndex>
  get_nth_from_variadric<TIndex, TColValue...> GetValue() const
  {
    return valueGetter<get_nth_from_variadric<TIndex, TColValue...> >();
  }
};

Answer 2

一种方法是将可变参数转发到一个元组中，然后使用std::get，例如：

#include <iostream>
#include <tuple>

template<size_t N, typename... Args>
auto f(Args&&... args)
{
  return std::get<N>(std::tuple{std::forward<Args>(args)...});
}

int main(void)
{
  std::cout << f<0>("Hello", "world") << ' ' << f<1>("Hello", "world") << f<0>('!') << '\n';
}

Answer 3

我认为我们应该包装 stl 的 tuple_element，但你可以：

template <std::size_t, class>
struct nth_of_pack;

template <std::size_t N, template <class...> class Pack, class ... Ts>
struct nth_of_pack <N, Pack<Ts...>>
    : std::tuple_element<N, std::tuple<Ts...>> {};

template <std::size_t N, class Pack>
using nth_of_pack_t = typename nth_of_pack<N, Pack>::type;

Demo

---

更好的解决方案：

tuple_element 似乎总是使用非常慢的递归继承来实现（我已经在 MSVC、gcc、clang 上测试过它们的许多版本——我仍然不知道他们为什么使用递归！）。它也不适用于tuple 以外的任何东西，这很不幸。因此，我们将为任何带有类型参数的类（我称之为“包”）创建一些通用的东西。

下面我们将 Julius 的great answer 用于这个特定问题。有关标准继承、多继承和tuple_element 的性能讨论，请参阅他们的答案。这里我们使用多继承：

#include <utility>

template <class T>
struct tag
{
    using type = T;
};

template <class T>
using result_t = typename T::type;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

template<std::size_t, std::size_t, class>
struct type_if_equal {};

template<std::size_t n, class T>
struct type_if_equal<n, n, T> : tag<T> {};

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

template<std::size_t n, class Is, class... Ts>
struct select_nth_implementation;

template<std::size_t n, std::size_t... is, class... Ts>
struct select_nth_implementation<n, std::index_sequence<is...>, Ts...>
    : type_if_equal<n, is, Ts>... {};

template<std::size_t n, class... Ts>
struct select_nth : select_nth_implementation<
    n, std::index_sequence_for<Ts...>, Ts...> {};

template<std::size_t n, class... Ts>
using select_nth_t = result_t<select_nth<n, Ts...>>;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

template <std::size_t, class>
struct nth_of_pack;

template <std::size_t N, template <class...> class Pack, class ... Ts>
struct nth_of_pack <N, Pack<Ts...>> : select_nth<N, Ts...> {};

template <std::size_t N, class Pack>
using nth_of_pack_t = result_t<nth_of_pack<N, Pack>>;

然后我们可以这样使用：

#include <type_traits>

template <class...>
class foo;

int main () {
    using my_tuple = foo<int, bool, char, double>;
    using second_type = nth_of_pack_t<2, my_tuple>;
    static_assert(std::is_same_v<second_type, char>);
}

Demo