我想为std::tuple编写一个fold函数，它可以计算例如给定元组中所有元素的和(或乘积)。例如，给定
std::tuple<int,double> t = std::make_tuple(1,2);
我想计算
auto s = sumT(t); //giving 3
我试过了，但无法编译下面的模板编程(c++11/1z)代码。我还试图将已接受的答案用于我的另一个问题(如何在C++(C++11/C++17)中执行元组运算？)，但不知道在这种情况下如何使用CCD_ 3。
我遇到的问题是：
1) 我搞不清类型，例如如何使用第一个元素的类型作为返回类型。目前，我在模板中使用_res类型，但我不知道这是否会阻止c++的自动类型推断。
2) 我想在不使用显式初始元素0的情况下对其进行编程，这样它就可以用于其他类型的fold操作。
目前，递归在最后一个元素结束。我想在_size - 1结束递归，这样我就可以直接对最后一个元素执行操作，而无需求助于0。
下面的代码试图通过递归来实现这一点。但我不太了解模板编程，也不知道循环是如何为元组工作的。
有人能帮助修复代码或想出更好的解决方案吗
到目前为止，我的代码是：
#include <tuple>
#include <iostream>
#include <functional>
// helper class for fold operations
template<typename Op,typename _res, typename _Tp, size_t _i, size_t _size>
struct _tuple_fold {
static constexpr _res _op(Op const & op, const _Tp& _t) {
return _res(op(std::get<_i>(_t),
_tuple_fold<Op, _res, _Tp, _i + 1, _size>::_op(op,_t) ));
}
};
template<typename Op,typename _res,typename _Tp, size_t _size>
struct _tuple_fold<Op, _res,_Tp, _size, _size> {
static constexpr _res _op(Op const &, const _Tp&) { return 0; }
};
template <typename ... Ts>
auto sumT (std::tuple<Ts...> const & t1) {
return _tuple_fold::_op(std::plus<>{}, t1);
}
int main () {
std::tuple<int,double> t = std::make_tuple(1,2);
auto s = sumT(t);
std::cout << s << std::endl;
}
使用g++ -std=c++17 tuple_sum.cpp:编译的错误消息
tuple_sum.cpp: In function ‘auto sumT(const std::tuple<_Elements ...>&)’:
tuple_sum.cpp:21:10: error: ‘template<class Op, class _res, class _Tp, long unsigned int _i, long unsigned int _size> struct _tuple_fold’ used without template parameters
return _tuple_fold::_op(std::plus<>{}, t1);
^
tuple_sum.cpp: In function ‘int main()’:
tuple_sum.cpp:27:19: error: ‘void s’ has incomplete type
auto s = sumT(t);
^
我不知道如何在调用站点上提供_tuple_fold的类型参数，尤其是std::plus的类型。
注意，在c++17中，我们可以应用程序()和折叠：
auto t = std::make_tuple( 1, 2. );
auto sum = std::apply([]( auto... v ){ return ( v + ... ); }, t );
这将适用于任何类似元组的类型，并遵循开箱即用的'+'的常见提升/转换规则(这可能是可取的，也可能不是可取的)。在上面的文章中，我通过值传递，因为我们处理的是算术类型，但你当然可以应用你喜欢的转发策略。。。
值得庆幸的是，C++17中的if constexpr允许我们通过引入部分专用的辅助结构来避免事情变得复杂，并使我们可以在任何条件下轻松终止递归：
#include <functional>
#include <iostream>
#include <tuple>
#include <type_traits>
template <size_t index, class Op, class... Ts>
constexpr auto tuple_fold(Op op, const std::tuple<Ts...>& t) {
if constexpr(index == sizeof...(Ts) - 1) {
return std::get<index>(t);
} else {
return op(std::get<index>(t), tuple_fold<1 + index>(op, t));
}
}
template <typename ... Ts>
constexpr auto sumT (std::tuple<Ts...> const & t1) {
return tuple_fold<0>(std::plus<>{}, t1);
}
int main () {
std::tuple<int,double> t = {1, 2.0};
auto s = sumT(t);
static_assert(std::is_same_v<decltype(s), double>);
std::cout << s << std::endl;
}
Coliru链接：http://coliru.stacked-crooked.com/a/1e7051b8652fb942
这将执行右折叠，a + (b + (c + ...))，但如果您愿意，可以很容易地将其重写为执行左折叠。
我们可以利用c++17的左右折叠内建来折叠任何二进制操作。
template<class F, class Lhs=void>
struct invoke_by_times_t {
F& f;
Lhs lhs;
template<class Rhs>
auto operator*( Rhs&& rhs )&&
->invoke_by_times_t<F, std::invoke_result_t< F&, Lhs, Rhs >>
{
return {
f,
f(std::forward<Lhs>(lhs), std::forward<Rhs>(rhs))
};
}
};
template<class F>
struct invoke_by_times_t<F, void> {
F& f;
template<class Rhs>
invoke_by_times_t<F, Rhs> operator*( Rhs&& rhs )&&{
return {f, std::forward<Rhs>(rhs)};
}
};
template<class F>
auto fold_over( F&& f ) {
return [f=std::forward<F>(f)](auto&&...args)mutable{
return ( invoke_by_times_t<F>{f}*...*decltype(args)(args) ).lhs;
};
}
现在，给定任何二进制函数，我们都可以创建一个函数对象，该对象可以在不进行任何递归的情况下折叠。
与std::apply一起完成。
template <typename ... Ts>
auto sumT (std::tuple<Ts...> const & t1) {
return std::apply( fold_over(std::plus<>{}), t1);
}
实例
这是一个左折叠。右折叠只需更改fold_over函数。如果您试图将一个空包传递给它，它将无法编译。如果您将一个元素传递给它，它将返回该元素。
#include <tuple>
#include <utility>
namespace detail {
template<class F, class T>
struct foldable : std::pair<const F&, T> {
using std::pair<const F&, T>::pair;
template<class V>
constexpr decltype(auto) operator&&(foldable<F, V>&& x) {
return detail::foldable {
this->first,
this->first(this->second, x.second),
};
}
};
template<class F, class T> foldable(const F&, T&&) -> foldable<F, T>;
}
// Folds left a parameter pack
template<class F, class... Args>
constexpr decltype(auto) fold_left_pack(const F& f, Args&&... args) {
static_assert(sizeof...(Args) > 0, "Cannot fold an empty pack.");
return (... && detail::foldable { f, std::forward<Args>(args) }).second;
}
// Folds right a parameter pack
template<class F, class... Args>
constexpr decltype(auto) fold_right_pack(const F& f, Args&&... args) {
static_assert(sizeof...(Args) > 0, "Cannot fold an empty pack.");
return (detail::foldable { f, std::forward<Args>(args) } && ...).second;
}
// Folds left a tuple
template<class F, class Tuple>
constexpr decltype(auto) fold_left(const F& f, Tuple&& tuple) {
return std::apply(
[&](auto&&... args) -> decltype(auto) {
return fold_left_pack(f, std::forward<decltype(args)>(args)...);
},
std::forward<Tuple>(tuple));
}
// Folds right a tuple
template<class F, class Tuple>
constexpr decltype(auto) fold_right(const F& f, Tuple&& tuple) {
return std::apply(
[&](auto&&... args) -> decltype(auto) {
return fold_right_pack(f, std::forward<decltype(args)>(args)...);
},
std::forward<Tuple>(tuple));
}
测试：
constexpr auto divide = [](auto x, auto y) { return x / y; };
constexpr auto tuple = std::make_tuple(8, 4, 2);
static_assert(1 == fold_left(divide, tuple));
static_assert(4 == fold_right(divide, tuple));