删除第一种类型的 std::元组

Removing the first type of a std::tuple

本文关键字:类型 std 一种 元组 删除      更新时间:2023-10-16

这似乎是一个非常简单的问题:如何删除std::tuple中的第一个(第 n 个(类型?

例:

typedef std::tuple<int, short, double> tuple1;
typedef std::tuple<short, double> tuple2;

上述操作将tuple1转换为tuple2。可能吗?

您可以使用基于类模板的部分专用化的简单类型函数:

#include <type_traits>
#include <tuple>
using namespace std;
template<typename T>
struct remove_first_type
{
};
template<typename T, typename... Ts>
struct remove_first_type<tuple<T, Ts...>>
{
    typedef tuple<Ts...> type;
};
int main()
{
    typedef tuple<int, bool, double> my_tuple;
    typedef remove_first_type<my_tuple>::type my_tuple_wo_first_type;
    static_assert(
        is_same<my_tuple_wo_first_type, tuple<bool, double>>::value, 
        "Error!"
        );
}

此外,此解决方案可以很容易地推广到删除元组的第 i 种类型:

#include <type_traits>
#include <tuple>
using namespace std;
template<size_t I, typename T>
struct remove_ith_type
{
};
template<typename T, typename... Ts>
struct remove_ith_type<0, tuple<T, Ts...>>
{
    typedef tuple<Ts...> type;
};
template<size_t I, typename T, typename... Ts>
struct remove_ith_type<I, tuple<T, Ts...>>
{
    typedef decltype(
        tuple_cat(
            declval<tuple<T>>(),
            declval<typename remove_ith_type<I - 1, tuple<Ts...>>::type>()
            )
        ) type;
};
int main()
{
    typedef tuple<int, bool, double> my_tuple;
    typedef remove_ith_type<1, my_tuple>::type my_tuple_wo_2nd_type;
    static_assert(
        is_same<my_tuple_wo_2nd_type, tuple<int, double>>::value, 
        "Error!"
        );
}

我写了一个被 C++14 标准接受的建议,这使得任何"类元组"类型都很容易做到,即支持 tuple_sizetuple_element API 的类型:

template<typename T, typename Seq>
    struct tuple_cdr_impl;
template<typename T, std::size_t I0, std::size_t... I>
    struct tuple_cdr_impl<T, std::index_sequence<I0, I...>>
    {
        using type = std::tuple<typename std::tuple_element<I, T>::type...>;
    };
template<typename T>
    struct tuple_cdr
    : tuple_cdr_impl<T, std::make_index_sequence<std::tuple_size<T>::value>>
    { };

并且,只需几个函数即可将元组对象转换为新类型:

template<typename T, std::size_t I0, std::size_t... I>
typename tuple_cdr<typename std::remove_reference<T>::type>::type
cdr_impl(T&& t, std::index_sequence<I0, I...>)
{
    return std::make_tuple(std::get<I>(t)...);
}
template<typename T>
typename tuple_cdr<typename std::remove_reference<T>::type>::type
cdr(T&& t)
{
    return cdr_impl(std::forward<T>(t),
                    std::make_index_sequence<std::tuple_size<T>::value>{});
}

这将创建一个整数序列[0,1,2,...,N)其中N tuple_size<T>::value,然后创建一个新的元组,其中包含用于I make_tuple(get<I>(t)...) [1,2,...,N)

测试它:

using tuple1 = std::tuple<int, short, double>;
using tuple2 = std::tuple<short, double>;
using transformed = decltype(cdr(std::declval<tuple1>()));
static_assert(std::is_same<transformed, tuple2>::value, "");
static_assert(std::is_same<tuple_cdr<tuple1>::type, tuple2>::value, "");

#include <iostream>
int main()
{
    auto t = cdr(std::make_tuple(nullptr, "hello", "world"));
    std::cout << std::get<0>(t) << ", " << std::get<1>(t) << 'n';
}

我对提案的参考实现是 https://gitlab.com/redistd/integer_seq/blob/master/integer_seq.h

我想出了一个与@Andy提出的解决方案非常相似的解决方案,但它试图通过直接处理参数包(使用虚拟包装器(而不是在std::tuple上来变得更加通用。这样,该操作也可以应用于其他可变参数模板,而不仅仅是元组:

#include <type_traits>
#include <tuple>
template <typename... Args> struct pack {};
template <template <typename...> class T, typename Pack>
struct unpack;
template <template <typename...> class T, typename... Args>
struct unpack<T, pack<Args...>>
{
    typedef T<Args...> type;
};
template <typename T, typename Pack>
struct prepend;
template <typename T, typename... Args>
struct prepend<T, pack<Args...>>
{
    typedef pack<T, Args...> type;
};
template <std::size_t N, typename... Args>
struct remove_nth_type;
template <std::size_t N, typename T, typename... Ts>
struct remove_nth_type<N, T, Ts...>
    : prepend<T, typename remove_nth_type<N-1, Ts...>::type>
{};
template <typename T, typename... Ts>
struct remove_nth_type<0, T, Ts...>
{
    typedef pack<Ts...> type;
};
template <typename T, int N>
struct remove_nth;
template <template <typename...> class T, int N, typename... Args>
struct remove_nth<T<Args...>, N>
{
    typedef typename
        unpack<
            T, typename 
            remove_nth_type<N, Args...>::type
        >::type type;
};
template <typename... Args>
struct my_variadic_template
{
};
int main()
{
    typedef std::tuple<int, bool, double> my_tuple;
    typedef remove_nth<my_tuple, 1>::type my_tuple_wo_2nd_type;
    static_assert(
        is_same<my_tuple_wo_2nd_type, tuple<int, double>>::value, 
        "Error!"
        );
    typedef my_variadic_template<int, double> vt;
    typedef remove_nth<vt, 0>::type vt_wo_1st_type;
    static_assert(
        is_same<vt_wo_1st_type, my_variadic_template<double>>::value, 
        "Error!"
        );
}

pack 是一个帮助程序结构,其唯一用途是存储模板参数包。 然后可以使用unpack将参数解压缩到任意类模板中(感谢@BenVoigt这个技巧(。 prepend只是将类型附加到包中。

remove_nth_type使用部分模板专用化从参数包中删除第 n 种类型,将结果存储到pack 中。最后,remove_nth采用任意类模板的专用化,从其模板参数中删除第 n 个类型,并返回新的专用化。

除了疯狂的TMP之外,还有一种非常简单的方法使用C++17 STL函数std::apply

#include <string>
#include <tuple>
template <class T, class... Args>
auto tail(const std::tuple<T, Args...>& t)
{
    return std::apply(
        [](const T&, const Args&... args)
        {
            return std::make_tuple(args...);
        }, t);
}
template <class T>
using tail_t = decltype(tail(T{}));
int main()
{
    std::tuple<int, double, std::string> t{1, 2., "3"};
    auto _2_3 = tail(t);
    using tuple_t = tail_t<std::tuple<int, double, std::string>>;
    static_assert(std::is_same_v<std::tuple<double, std::string>, tuple_t>);
}

演示。

这是

针对此任务的过度设计的template元编程。 它包括通过过滤器templatetuple类型进行任意重新排序/重复/删除的能力:

#include <utility>
#include <type_traits>
template<typename... Ts> struct pack {};
template<std::size_t index, typename Pack, typename=void> struct nth_type;
template<typename T0, typename... Ts>
struct nth_type<0, pack<T0, Ts...>, void> { typedef T0 type; };
template<std::size_t index, typename T0, typename... Ts>
struct nth_type<index, pack<T0, Ts...>, typename std::enable_if<(index>0)>::type>:
  nth_type<index-1, pack<Ts...>>
{};
template<std::size_t... s> struct seq {};
template<std::size_t n, std::size_t... s>
struct make_seq:make_seq<n-1, n-1, s...> {};
template<std::size_t... s>
struct make_seq<0,s...> {
  typedef seq<s...> type;
};
template<typename T, typename Pack> struct conc_pack { typedef pack<T> type; };
template<typename T, typename... Ts> struct conc_pack<T, pack<Ts...>> { typedef pack<T, Ts...> type; };
template<std::size_t n, typename Seq> struct append;
template<std::size_t n, std::size_t... s>
struct append<n, seq<s...>> {
  typedef seq<n, s...> type;
};
template<typename S0, typename S1> struct conc;
template<std::size_t... s0, std::size_t... s1>
struct conc<seq<s0...>, seq<s1...>>
{
  typedef seq<s0..., s1...> type;
};
template<typename T, typename=void> struct value_exists:std::false_type {};
template<typename T> struct value_exists<T,
  typename std::enable_if< std::is_same<decltype(T::value),decltype(T::value)>::value >::type
>:std::true_type {};
template<typename T, typename=void> struct result_exists:std::false_type {};
template<typename T> struct result_exists<T,
  typename std::enable_if< std::is_same<typename T::result,typename T::result>::value >::type
>:std::true_type {};
template<template<std::size_t>class filter, typename Seq, typename=void>
struct filter_seq { typedef seq<> type; };
template<template<std::size_t>class filter, std::size_t s0, std::size_t... s>
struct filter_seq<filter, seq<s0, s...>, typename std::enable_if<value_exists<filter<s0>>::value>::type>
: append< filter<s0>::value, typename filter_seq<filter, seq<s...>>::type >
{};
template<template<std::size_t>class filter, std::size_t s0, std::size_t... s>
struct filter_seq<filter, seq<s0, s...>, typename std::enable_if<!value_exists<filter<s0>>::value && result_exists<filter<s0>>::value>::type>
: conc< typename filter<s0>::result, typename filter_seq<filter, seq<s...>>::type >
{};
template<template<std::size_t>class filter, std::size_t s0, std::size_t... s>
struct filter_seq<filter, seq<s0, s...>, typename std::enable_if<!value_exists<filter<s0>>::value && !result_exists<filter<s0>>::value>::type>
: filter_seq<filter, seq<s...>>
{};
template<typename Seq, typename Pack>
struct remap_pack {
  typedef pack<> type;
};
template<std::size_t s0, std::size_t... s, typename Pack>
struct remap_pack< seq<s0, s...>, Pack >
{
  typedef typename conc_pack< typename nth_type<s0, Pack>::type, typename remap_pack< seq<s...>, Pack >::type >::type type;
};
template<typename Pack>
struct get_indexes { typedef seq<> type; };
template<typename... Ts>
struct get_indexes<pack<Ts...>> {
  typedef typename make_seq< sizeof...(Ts) >::type type;
};
template<std::size_t n>
struct filter_zero_out { enum{ value = n }; };
template<>
struct filter_zero_out<0> {};
template<std::size_t n>
struct filter_zero_out_b { typedef seq<n> result; };
template<>
struct filter_zero_out_b<0> { typedef seq<> result; };
#include <iostream>
int main() {
  typedef pack< int, double, char > pack1;
  typedef pack< double, char > pack2;
  typedef filter_seq< filter_zero_out, typename get_indexes<pack1>::type >::type reindex;
  typedef filter_seq< filter_zero_out_b, typename get_indexes<pack1>::type >::type reindex_b;
  typedef typename remap_pack< reindex, pack1 >::type pack2_clone;
  typedef typename remap_pack< reindex_b, pack1 >::type pack2_clone_b;
  std::cout << std::is_same< pack2, pack2_clone >::value << "n";
  std::cout << std::is_same< pack2, pack2_clone_b >::value << "n";
}

这里我们有一个类型pack,它包含任意类型列表。 请参阅@LucTouraille 关于如何在tuplepack之间移动的简洁答案。

seq保存一系列索引。 remap_pack取一个seq和一个pack,并通过抓取原始pack的第n个元素来构建一个生成的pack

filter_seq取一个template<size_t>函子和一个seq,并使用函子来过滤seq的元素。 函子可以返回类型 size_t 或类型为 seq<...>::result或两者都不::value返回,从而允许一对一或一对多函子。

其他一些辅助函数,如concappendconc_packget_indexesmake_seqnth_type四舍五入。

我用 filter_zero_out 对其进行了测试,这是一个基于 ::value 的过滤器,可以删除 0,filter_zero_out_b 是一个基于 ::result 的过滤器,也可以删除 0。

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