如何基于元组元素进行递归?

How to do recursion based on tuple elements?

本文关键字：递归 元素 何基于 元组      更新时间：2023-10-16

我不确定这是否可能，但我希望能够基于元组的元素递归调用函数。因此，例如，像std::tuple<int,float,double>这样的元组应该调用expand_nested3 次，然后使用int、float或double类型的参数调用它的回调函数。

#include <tuple>
#include <vector>
#include <functional>
template <typename T>
struct tree_item
{
T param;
std::function<void(T)> callback;
};
template <typename... Ts>
struct tuple_node
{
std::tuple<Ts...> tupl;
};
// recursion base case
template <typename T>
void expand_nested(tree_item<T> ti)
{
ti.callback(ti.param);
}
// recursive function
template <typename T>
void expand_nested(tree_item<T> ti, tree_item<T> rest...)
{
ti.callback(ti.param);
expand_nested(ti, rest...);
}
template <typename... Ts>
void expand_root(tuple_node<Ts...> nodes)
{
auto current = std::get<1>(nodes.tupl);
auto rest = std::get<...>(nodes.tupl); // Made up syntax that doesn't work
// How can I fill the "rest" variable with the remaining elements of the "nodes.tupl" tuple?
expand_nested(current, rest...);
}
int main()
{
tuple_node<tree_item<int>, tree_item<float>> nodes;
tree_item<int> tree_int;
tree_item<float> tree_float;
tree_item<double> tree_double;
tuple_node<tree_item<int>, tree_item<float>, tree_item<double>> node;
node.tupl = std::make_tuple(tree_int, tree_float, tree_double);
expand_root(nodes);
}

expand_nested中参数包的语法应为：

template <typename T, typename ... Rest>
void expand_nested(tree_item<T> ti, tree_item<Rest>... rest)

这

ti.callback(ti.param);
expand_nested(ti, rest...);

会给你无限递归(你用相同数量的参数调用同一个函数第一次调用(，它应该看起来像：

template <typename T, typename ... Rest>
void expand_nested(tree_item<T> ti, tree_item<Rest>... rest)
{
ti.callback(ti.param);    // process ti
expand_nested(rest...);   // don't pass ti, pass only the rest to further processing
}

从 C++17 开始，有一个简单的方法来提取元组的所有元素 - 使用std::apply：

template <typename... Ts>
void expand_root(tuple_node<Ts...> nodes)
{
std::apply([](auto&... tupleItems){ 
expand_nested(tupleItems...); }, nodes.tupl);
}

完整演示

这在 C++20 中相当容易：

#include <iostream>
#include <tuple>

template<typename T>
void func(T t)
{
std::cout << t << std::endl;
}
int main()
{
std::tuple<int,float,double> f{1,2,3};
std::apply([]<typename ...Args>(Args && ...args)
{
(func(args), ...);
}, f);
}

这需要更多的工作，仅支持 C++11 或更高版本：

#include <iostream>
#include <tuple>
#include <utility>
template<typename T>
void func(T t)
{
std::cout << t << std::endl;
}
template<typename T, size_t s, size_t n=0>
struct call_func {
static void doit(T &t)
{
func(std::get<n>(t));
call_func<T, s, n+1>::doit(t);
}
};
template<typename T, size_t s>
struct call_func<T, s, s> {
static void doit(T &t)
{
}
};
template<typename ...Args>
void do_callfunc(std::tuple<Args...> &t)
{
call_func<std::tuple<Args...>, sizeof...(Args), 0>::doit(t);
}
int main()
{
std::tuple<int,float,double> f{1,2,3};
do_callfunc(f);
}

我不确定您是否需要扩展函数来实现其他任何功能，但是从 c++17 开始，您可以使用std::apply在单行中执行此操作。

#include <tuple>
#include <vector>
#include <functional>
template <typename T>
struct tree_item
{
T param;
std::function<void(T)> callback;
};
template <typename... Ts>
struct tuple_node
{
std::tuple<Ts...> tupl;
};
int main()
{
tuple_node<tree_item<int>, tree_item<float>> nodes;
tree_item<int> tree_int;
tree_item<float> tree_float;
tree_item<double> tree_double;
tuple_node<tree_item<int>, tree_item<float>, tree_item<double>> node;
node.tupl = std::make_tuple(tree_int, tree_float, tree_double);
std::apply([](auto&&... args){
(args.callback(args.param), ...);
}, node.tupl);
}

你确定需要递归吗？

如果可以使用C++17，那么模板折叠呢？

template <typename... Ts, std::size_t ... Is>
void expand_root_helper (tuple_node<Ts...> nodes, std::index_sequence<Is...>)
{ ((void)std::get<Is>(nodes.tupl).callback(
std::get<Is>(nodes.tupl).param), ...); }
template <typename... Ts>
void expand_root (tuple_node<Ts...> nodes)
{ expand_root_helper(nodes, std::index_sequence_for<Ts...>{}); }

在 C++11/C++14 中稍微复杂一些(没有模板折叠(，但您的帮助程序函数可以模拟它，如下所示

template <typename... Ts, std::size_t ... Is>
void expand_root_helper (tuple_node<Ts...> nodes, std::index_sequence<Is...>)
{
using unused = int[];
(void)unused { 0, ((void)std::get<Is>(nodes.tupl).callback(
std::get<Is>(nodes.tupl).param), 0)... };
}
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