“解包”一个元组以调用匹配的函数指针

我正在尝试存储std::tuple各种数量的值，这些值稍后将用作与存储类型匹配的函数指针的调用的参数。

我创建了一个简化的示例，显示了我正在努力解决的问题：

#include <iostream>
#include <tuple>

void f(int a, double b, void* c) {
  std::cout << a << ":" << b << ":" << c << std::endl;
}

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later {
  std::tuple<Args...> params;
  void (*func)(Args...);

  void delayed_dispatch() {
     // How can I "unpack" params to call func?
     func(std::get<0>(params), std::get<1>(params), std::get<2>(params));
     // But I *really* don't want to write 20 versions of dispatch so I'd rather 
     // write something like:
     func(params...); // Not legal
  }
};

int main() {
  int a=666;
  double b = -1.234;
  void *c = NULL;

  save_it_for_later<int,double,void*> saved = {
                                 std::tuple<int,double,void*>(a,b,c), f};
  saved.delayed_dispatch();
}

通常，对于涉及std::tuple模板模板或可变参数模板的问题，我会编写另一个模板，例如template <typename Head, typename ...Tail>逐个递归地评估所有类型，但是我看不到用于分派函数调用的方法。

这样做的真正动机要复杂一些，无论如何它基本上只是学习练习。您可以假定我是通过另一个接口通过契约传递元组的，因此无法更改，但是将其打包成函数调用的愿望是我的。这就排除了使用std::bind廉价方法回避潜在问题的可能性。

什么是使用来调度调用的干净方法std::tuple，或者是达到相同的存储/转发某些值和函数指针直到任意未来点的最终结果的更好的替代方法？

您需要构建数字参数包并解压它们

template<int ...>
struct seq { };

template<int N, int ...S>
struct gens : gens<N-1, N-1, S...> { };

template<int ...S>
struct gens<0, S...> {
  typedef seq<S...> type;
};


// ...
  void delayed_dispatch() {
     callFunc(typename gens<sizeof...(Args)>::type());
  }

  template<int ...S>
  void callFunc(seq<S...>) {
     func(std::get<S>(params) ...);
  }
// ...

C ++ 17解决方案仅需使用std::apply：

auto f = [](int a, double b, std::string c) { std::cout<<a<<" "<<b<<" "<<c<< std::endl; };
auto params = std::make_tuple(1,2.0,"Hello");
std::apply(f, params);

只是觉得应该在该线程的答案中说明一次（之后它已经出现在评论之一中）。

该线程中仍然缺少基本的C ++ 14解决方案。编辑：不，它实际上在沃尔特的答案中。

该函数给出：

void f(int a, double b, void* c)
{
      std::cout << a << ":" << b << ":" << c << std::endl;
}

使用以下代码段调用它：

template<typename Function, typename Tuple, size_t ... I>
auto call(Function f, Tuple t, std::index_sequence<I ...>)
{
     return f(std::get<I>(t) ...);
}

template<typename Function, typename Tuple>
auto call(Function f, Tuple t)
{
    static constexpr auto size = std::tuple_size<Tuple>::value;
    return call(f, t, std::make_index_sequence<size>{});
}

例：

int main()
{
    std::tuple<int, double, int*> t;
    //or std::array<int, 3> t;
    //or std::pair<int, double> t;
    call(f, t);    
}

演示

这是约翰内斯对awoodland问题的解决方案的完整可编译版本，希望对某些人有用。已使用Debian squeeze上的g ++ 4.7快照对此进行了测试。

###################
johannes.cc
###################
#include <tuple>
#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

template<int ...> struct seq {};

template<int N, int ...S> struct gens : gens<N-1, N-1, S...> {};

template<int ...S> struct gens<0, S...>{ typedef seq<S...> type; };

double foo(int x, float y, double z)
{
  return x + y + z;
}

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later
{
  std::tuple<Args...> params;
  double (*func)(Args...);

  double delayed_dispatch()
  {
    return callFunc(typename gens<sizeof...(Args)>::type());
  }

  template<int ...S>
  double callFunc(seq<S...>)
  {
    return func(std::get<S>(params) ...);
  }
};

#pragma GCC diagnostic push
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wunused-parameter"
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wunused-variable"
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wunused-but-set-variable"
int main(void)
{
  gens<10> g;
  gens<10>::type s;
  std::tuple<int, float, double> t = std::make_tuple(1, 1.2, 5);
  save_it_for_later<int,float, double> saved = {t, foo};
  cout << saved.delayed_dispatch() << endl;
}
#pragma GCC diagnostic pop

一个可以使用下面的SConstruct文件

#####################
SConstruct
#####################
#!/usr/bin/python

env = Environment(CXX="g++-4.7", CXXFLAGS="-Wall -Werror -g -O3 -std=c++11")
env.Program(target="johannes", source=["johannes.cc"])

在我的机器上，

g++-4.7 -o johannes.o -c -Wall -Werror -g -O3 -std=c++11 johannes.cc
g++-4.7 -o johannes johannes.o

这是C ++ 14解决方案。

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later
{
  std::tuple<Args...> params;
  void (*func)(Args...);

  template<std::size_t ...I>
  void call_func(std::index_sequence<I...>)
  { func(std::get<I>(params)...); }
  void delayed_dispatch()
  { call_func(std::index_sequence_for<Args...>{}); }
};

这仍然需要一个辅助功能（call_func）。由于这是一个常见习语，因此标准可能会在std::call可能的实现中直接支持它

// helper class
template<typename R, template<typename...> class Params, typename... Args, std::size_t... I>
R call_helper(std::function<R(Args...)> const&func, Params<Args...> const&params, std::index_sequence<I...>)
{ return func(std::get<I>(params)...); }

// "return func(params...)"
template<typename R, template<typename...> class Params, typename... Args>
R call(std::function<R(Args...)> const&func, Params<Args...> const&params)
{ return call_helper(func,params,std::index_sequence_for<Args...>{}); }

然后我们的延迟派遣变成

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later
{
  std::tuple<Args...> params;
  std::function<void(Args...)> func;
  void delayed_dispatch()
  { std::call(func,params); }
};

实现起来有点复杂（即使可能）。我建议您使用已经实现该功能的库，即Boost.Fusion（invoke函数）。另外，Boost Fusion还可以与C ++ 03编译器一起使用。

C ++ 14解。首先，一些实用模板：

template<std::size_t...Is>
auto index_over(std::index_sequence<Is...>){
  return [](auto&&f)->decltype(auto){
    return decltype(f)(f)( std::integral_constant<std::size_t, Is>{}... );
  };
}
template<std::size_t N>
auto index_upto(std::integral_constant<std::size_t, N> ={}){
  return index_over( std::make_index_sequence<N>{} );
}

这些使您可以调用带有一系列编译时整数的lambda。

void delayed_dispatch() {
  auto indexer = index_upto<sizeof...(Args)>();
  indexer([&](auto...Is){
    func(std::get<Is>(params)...);
  });
}

我们完成了。

index_upto并index_over允许您使用参数包而无需生成新的外部重载。

当然在 C ++ 17 你刚才

void delayed_dispatch() {
  std::apply( func, params );
}

现在，如果我们喜欢的话 C ++ 14 我们可以这样写：

namespace notstd {
  template<class T>
  constexpr auto tuple_size_v = std::tuple_size<T>::value;
  template<class F, class Tuple>
  decltype(auto) apply( F&& f, Tuple&& tup ) {
    auto indexer = index_upto<
      tuple_size_v<std::remove_reference_t<Tuple>>
    >();
    return indexer(
      [&](auto...Is)->decltype(auto) {
        return std::forward<F>(f)(
          std::get<Is>(std::forward<Tuple>(tup))...
        );
      }
    );
  }
}

相对容易并获得清洁剂 C ++ 17 语法已准备好发布。

void delayed_dispatch() {
  notstd::apply( func, params );
}

只需在编译器升级时替换notstd为std，而bob是您的叔叔。

根据给出的答案对问题进行更多思考，我发现了解决同一问题的另一种方法：

template <int N, int M, typename D>
struct call_or_recurse;

template <typename ...Types>
struct dispatcher {
  template <typename F, typename ...Args>
  static void impl(F f, const std::tuple<Types...>& params, Args... args) {
     call_or_recurse<sizeof...(Args), sizeof...(Types), dispatcher<Types...> >::call(f, params, args...);
  }
};

template <int N, int M, typename D>
struct call_or_recurse {
  // recurse again
  template <typename F, typename T, typename ...Args>
  static void call(F f, const T& t, Args... args) {
     D::template impl(f, t, std::get<M-(N+1)>(t), args...);
  }
};

template <int N, typename D>
struct call_or_recurse<N,N,D> {
  // do the call
  template <typename F, typename T, typename ...Args>
  static void call(F f, const T&, Args... args) {
     f(args...);
  }
};

这需要将实现更改delayed_dispatch()为：

  void delayed_dispatch() {
     dispatcher<Args...>::impl(func, params);
  }

这可以通过std::tuple自己将其递归地转换为参数包来实现。call_or_recurse需要使用它作为专业化来终止使用实际调用的递归，这只是解压缩完成的参数包。

我不确定这绝对不是一个“更好”的解决方案，但这是思考和解决它的另一种方式。

作为另一种替代解决方案，您可以使用enable_if，形成比我以前的解决方案更简单的方法：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <tuple>

void f(int a, double b, void* c) {
  std::cout << a << ":" << b << ":" << c << std::endl;
}

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later {
  std::tuple<Args...> params;
  void (*func)(Args...);

  template <typename ...Actual>
  typename std::enable_if<sizeof...(Actual) != sizeof...(Args)>::type
  delayed_dispatch(Actual&& ...a) {
    delayed_dispatch(std::forward<Actual>(a)..., std::get<sizeof...(Actual)>(params));
  }

  void delayed_dispatch(Args ...args) {
    func(args...);
  }
};

int main() {
  int a=666;
  double b = -1.234;
  void *c = NULL;

  save_it_for_later<int,double,void*> saved = {
                                 std::tuple<int,double,void*>(a,b,c), f};
  saved.delayed_dispatch();
}

第一个重载只是从元组中再获取一个参数，并将其放入参数包中。第二个重载采用匹配的参数包，然后进行实际调用，第一个重载在第二个可行的情况下被禁用，这是唯一的情况。

我使用C ++ 14 std :: index_sequence（和函数返回类型作为模板参数RetT）从Johannes解决方案的变化：

template <typename RetT, typename ...Args>
struct save_it_for_later
{
    RetT (*func)(Args...);
    std::tuple<Args...> params;

    save_it_for_later(RetT (*f)(Args...), std::tuple<Args...> par) : func { f }, params { par } {}

    RetT delayed_dispatch()
    {
        return callFunc(std::index_sequence_for<Args...>{});
    }

    template<std::size_t... Is>
    RetT callFunc(std::index_sequence<Is...>)
    {
        return func(std::get<Is>(params) ...);
    }
};

double foo(int x, float y, double z)
{
  return x + y + z;
}

int testTuple(void)
{
  std::tuple<int, float, double> t = std::make_tuple(1, 1.2, 5);
  save_it_for_later<double, int, float, double> saved (&foo, t);
  cout << saved.delayed_dispatch() << endl;
  return 0;
}