模板函数，具有元组类型子集的相应参数

Question

我想把函数写成这个find:

multi_set<int, string, double, myType> m; //vector of tuples
m.insert(/*some data*/);
m.find<1,2>("something",2.123);

或

m.find<0,3>(1,instanceOfMyType);
m.find<1>("somethingelse");

其中CCD_ 2可以与元组参数的任何子集相对应地被参数化。

到目前为止我的代码：

template <typename ... T>
class multi_set{
    typedef  tuple < T... > Tuple;
    vector<tuple<T...>> data = vector<tuple<T...>>();
public:
    void insert(T... t){
        data.push_back(tuple<T...>(t...));
    }

    template<size_t ... Pos>
    void find(???){
    // then I would like to use those params to search through data and 
    // return first matching item
    }
}

Answer 1

// test whether a particular tuple is a match
template<size_t... Pos>
static bool is_match(const Tuple& tuple, const typename std::tuple_element<Pos, Tuple>::type &... args) {
    std::initializer_list<bool> results = { (std::get<Pos>(tuple) == args)... };
    return std::all_of(results.begin(), results.end(), [](bool p) { return p; });
}
// Find the first one that is a match.
template<size_t... Pos>
typename vector<Tuple>::const_iterator find(const typename std::tuple_element<Pos, Tuple>::type &... args) const {
    return std::find_if(data.begin(), data.end(), [&](const Tuple & tup) { return is_match<Pos...>(tup, args...); });
}

也可以让find使用类型参数包并完全转发，而不是使用tuple_element使用固定类型。好处是，如果==是透明的，则可以避免不必要的转换。代价是你不能再接受任何不能完美转发的东西（例如，支持的初始值设定项列表，0作为空指针常量）。一个副作用似乎是MSVC 2013不会被这个版本窒息：

// test whether a particular tuple is a match
template<size_t... Pos, class... Args>
static bool is_match(const Tuple& tuple, Args&&... args) {
    std::initializer_list<bool> results = { (std::get<Pos>(tuple) == std::forward<Args>(args))... };
    return std::all_of(results.begin(), results.end(), [](bool p) { return p; });
}
// Find the first one that is a match.
template<size_t... Pos, class... Args>
typename vector<Tuple>::const_iterator find(Args&&... args) const {
    return std::find_if(data.begin(), data.end(), [&](const Tuple & tup) { return is_match<Pos...>(tup, std::forward<Args>(args)...); });
}

Answer 2

您应该研究boost::multi_index。它非常接近你想要的。

http://www.boost.org/doc/libs/1_54_0/libs/multi_index/doc/tutorial/index.html

Answer 3

这是一个函数，它接受一个种子值和一组lambda。它依次通过每个Lambda提供种子价值：

template<class... Fs, class R>
R chain( R r, Fs&&... fs ) {
  using in_order = int[];
  (void)(in_order{0,
    (
      (r = std::forward<Fs>(fs)( r ))
      , void(), 0
    )...
  });
  return r;
}

在你的课堂上，我们使用上面的：

template<size_t... Pos, class...Us>
typename std::vector<Tuple>::const_iterator
find(Us const&... us) const {
  return std::find_if(
    data.begin(), data.end(),
    [&](const Tuple & tup) {
      return chain(
        true,
        [&](bool old){
          return old && (std::get<Pos>(tup) == us);
        }...
      );
    }
  );
}

这是在clang中编译的，但不是在g++4.9.2中编译的——g++不喜欢lambdas中的参数包。

请注意，我们采用Us const&...——这允许使用透明的==，这在某些情况下很重要。std::string == char const*是一个经典的例子，如果强制find取与元组中相同的值，那么在调用find时就会强制进行不必要的分配。

---

在C++1z中，chain调用可以替换为：

( ... && (std::get<Pos>(tup) == us) )

这在概念上是相同的，但更容易阅读。这被称为"折叠表达式"。

---

现在，上面的问题是它使用了转发引用，这导致了完美转发的不完美转发问题。

其中最令人讨厌的是无法使用｛｝来构造参数。

如果我们使用匹配类型，我们会强制进行不透明的比较，这可能会很昂贵（检查std::string与"hello this is a c string"的比较——如果我们强制将c字符串放入std::string，可能会导致分配。）

解决这一问题的一种方法是将类型擦除为与给定类型相等的概念。

template<class...>struct voider{using type=void;};
template<class...Ts>using void_t=typename voider<Ts...>::type;
template<class T>struct tag{using type=T;};
template<class...>struct types{using type=types;};
template<class T>
using block_deduction = typename tag<T>::type;
template<class F, class Sig, class T=void>
struct erase_view_op;
template<class F, class R, class...Ts, class T>
struct erase_view_op<F, R(Ts...), T>
{
  using fptr = R(*)(void const*, Ts&&...);
  fptr f;
  void const* ptr;
private:
  template<class U>
  erase_view_op(U&& u, int):
    f([](void const* p, Ts&&...ts)->R{
      U& u = reinterpret_cast<U&>( *static_cast<std::decay_t<U>*>(const_cast<void*>(p)) );
      return F{}( u, std::forward<Ts>(ts)... );
    }),
    ptr( static_cast<void const*>(std::addressof(u)) )
  {}
public:
  template<class U, class=std::enable_if_t< !std::is_same<std::decay_t<U>,erase_view_op>{} && std::is_convertible< std::result_of_t<F(U,Ts...)>, R >{} >>
  erase_view_op(U&& u):erase_view_op( std::forward<U>(u), 0 ){}
  template<class U=T, class=std::enable_if_t< !std::is_same<U, void>{} >>
  erase_view_op( block_deduction<U>&& u ):erase_view_op( std::move(u), 0 ){}
  erase_view_op( erase_view_op const& ) = default;
  erase_view_op( erase_view_op&& ) = default;
  R operator()( Ts... ts ) const {
    return f( ptr, std::forward<Ts>(ts)... );
  }
};
struct equality {
  template<class lhs, class rhs>
  bool operator()(lhs const& l, rhs const& r)const {
    return l==r;
  }
};
template<class T>
using erase_equal_to = erase_view_op< equality, bool(T const&), T >;
using string_equal_to = erase_equal_to< std::string >;
int main() {
  static_assert( std::is_same< bool, std::result_of_t< std::equal_to<>(decltype("hello"), std::string const&) > >{}, "hmm" );
  string_equal_to s = "hello";
  string_equal_to s2 = {{"hello"}};
  (void)s2;
  std::string x = "hello";
  std::string y = "jello";
  std::cout << s(x) << s(y) << 'n';
}

然后我们重写find:

template<size_t... Pos>
typename std::vector<Tuple>::const_iterator
find(erase_equal_to< std::remove_reference_t<std::tuple_element_t<Pos, Tuple>> >... us) const {
  return std::find_if(
    data.begin(), data.end(),
    [&](const Tuple & tup) {
      return chain(
        true,
        [&](bool old){
          return old && us(std::get<Pos>(tup));
        }...
      );
    }
  );
}

它既实现了透明平等，又允许基于{}的构造（好吧，它确实需要基于{{}}的构造——外部表示我们正在构造橡皮擦，内部表示构造find0）。