如何访问C++模板参数包中的类型?

Question

我想构造一个类，该类表示从类型I的值到类型O值的映射。 我创建了这个界面：

template <typename I, typename O> class Transform {
public:
virtual O transform(I i) = 0;
};

接下来，我想允许Transform对象组合成一种"管道衬里"转换：

template <typename X, typename Y, typename Z> class MergeTransform : public Transform<X, Z> {
private:
Transform<X, Y> *first;
Transform<Y, Z> *second;
public:
MergeTransform(Transform<X, Y> *first, Transform<Y, Z> *second) {
this->first = first;
this->second = second;
}
Z transform(X x) {
return second->transform(first->transform(x));
}
};

目前困扰我的是试图弄清楚如何使用模板来合并任意数量的转换。我想做类似的事情

template <typename A, typename B, typename C> Transform<A, C> *merge(Transform<A, B> *t1, Transform<B, C> *t2) {
return new MergeTransform(t1, t2);
}
template <typename A, typename... Bs, typename C> Transform<A, C> *merge(/* what should go here? */) {
// ...
}

但是我不知道如何在第二种merge方法中表示来自A->B1, B1->B2, B2->...->Bn, Bn->C的Transform列表。 我还考虑让模板参数成为转换本身，即。

/*
* assume A and B are Transforms
*/
template <typename A, typename B> /* some return Transform type here */ *merge(A *a, B *b) {
return new MergeTransform(a, b);
}
template <typename A, typename... Bs, typename C> /* return type */ *merge(A *a, Bs... bs, C *c) {
return merge(merge(a, bs), c);
}

但在不知道 A 和 BTransforms 的模板化类型的情况下无法定义返回类型。有没有办法访问这些值？理想情况下，我可以说

template <Transform<X, Y> A, Transform<Y, Z> B> Transform<X, Z> *merge(A *a, B *b) {
return new MergeTransform(a, b);
}
template <Transform<W, X> A, Transform<?, ?>... Bs, Transform<Y, Z> C> Transform<W, Z> *merge(A *a, Bs... *bs, C *c) {
return merge(merge(a, bs), c);
}

如果merge(a, bs)的扩展没有返回Transform<X, Y>，编译器会抛出错误。最好的方法是什么？

Answer 1

滥用运算符重载和折叠表达式 (C++17)，您可以对链接操作执行类似操作：

template <typename ... Fs>
class Chain
{
private: 
template <typename F>
struct CallerWrap
{
F f;
CallerWrap(F f) : f(f) {}
template <typename T>
friend decltype(auto) operator+ (const CallerWrap& callerWrap, T&& x)
{
return callerWrap.f(std::forward<T>(x));
}
};
std::tuple<Fs...> tup;  
public:
Chain(Fs... fs) : tup{fs... }{}
template <typename T>
decltype(auto) operator()(T x) const {
return std::apply([&x](auto... fs){ return (CallerWrap{fs} + ... + x); }, tup);
}
};

演示

f1(f2(f3(x)))没有折叠表达式，但f1 + (f2 + (f3 + x))(和其他二元运算符)有折叠表达式。 所以我们添加包装器来使用后者，等效于前者。