如何编写一个适用于pair<vector<int>,string>的map和vector的C++模板？

Question

我想编写一个模板函数，用于迭代包含std::pair的容器，并返回具有该对中两个类型的模板值。我已经成功地将其用于std::map，如下所示：

template <typename T1, typename T2>
std::pair<std::vector<T1>, std::vector<T2>> unzip(const std::map<T1,T2>& zipped)
{
    auto unzipped = std::make_pair(std::vector<T1>(), std::vector<T2>());
    for (auto& one_two : zipped)
    {
        unzipped.first.push_back(one_two.first);
        unzipped.second.push_back(one_two.second);
    }
    return unzipped;
}

这很有效，但它限制了容器必须是std::map。我想做的是让它也适用于像std::vector<std::pair<T1,T2>>这样的东西，因为两个容器的迭代方式相同。

我尝试将容器更改为模板，通过更改模板参数：

template <typename T1, typename T2, template<typename ... Types> class Container>
std::pair<std::vector<T1>, std::vector<T2>> unzip(const Container<T1,T2>& zipped)
{
//do stuff and return
}

但是在这种情况下，如果不使用 std::map，那么推导就会失败，因为std::vector只依赖于一个类型。然后我尝试更有创意的方法，但编译器却抱怨得更多：

template <typename PairContainerType>
std::pair<std::vector<typename PairContainerType::value_type::first_type>,
          std::vector<typename PairContainerType::value_type::second_type>>
unzip(const PairContainerType& zipped)
{
typedef typename PairContainerType::value_type::first_type T1;
typedef typename PairContainerType::value_type::second_type T2;
//do the same stuff and return
}

我认为我尝试的事情应该是可行的，但我不知道怎么做。我正在使用c++11，如果这很重要的话，虽然如果我想要的在未来版本中可用，我仍然对那些解决方案感兴趣。谢谢。

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更新： 通过RiaD的帮助，我已经成功使用c++11实现了以下内容：

template <typename PairContainerType,
          typename T1 = typename std::remove_const<typename PairContainerType::value_type::first_type>::type,
          typename T2 = typename std::remove_const<typename PairContainerType::value_type::second_type>::type>
std::pair<std::vector<T1>, std::vector<T2>> unzip(const PairContainerType& zipped)
{
//do stuff and return
}

请注意，这与被接受的答案略有不同，因为它使用了std::remove_const而不是std::remove_const_t并且需要在结尾处添加::type。

RiaD还指出，调用者可以重写模板类型T1和T2。如Jarod42所建议的那样，可以通过一些额外的输入来减轻这种情况，这使我得到了最终的c++11解决方案：

template <typename PairContainerType>
std::pair<std::vector<typename std::remove_const<typename PairContainerType::value_type::first_type>::type>, 
          std::vector<typename std::remove_const<typename PairContainerType::value_type::second_type>::type>>
unzip(const PairContainerType& zipped)
{
    auto unzipped = std::make_pair(
        std::vector<typename std::remove_const<typename PairContainerType::value_type::first_type>::type>(), 
        std::vector<typename std::remove_const<typename PairContainerType::value_type::second_type>::type>());

    for (const auto& one_two : zipped)
    {
        unzipped.first.push_back(one_two.first);
        unzipped.second.push_back(one_two.second);
    }
    return unzipped;
}

总的来说，c++14和c++17看起来很吸引人。我本可以用auto返回特性来节省时间！

- jonthalpy

Answer 1

通常在C++中，您只允许任何类型，并在其不正确时使其失败。要获取T1和T2，您可以获取集合的value_type（存在于std::map、std::vector<std::pair<>>和其他一些如std::set<std::pair<>>）中。

template <typename T, typename T1 = std::remove_const_t<typename T::value_type::first_type>, typename T2 = std::remove_const_t<typename T ::value_type::second_type>>
std::pair<std::vector<T1>, std::vector<T2>> unzip(const T& zipped)
{
    auto unzipped = std::make_pair(std::vector<T1>(), std::vector<T2>());
    for (auto& one_two : zipped)
    {
        unzipped.first.push_back(one_two.first);
        unzipped.second.push_back(one_two.second);
    }
    return unzipped;
}

这有一个（轻微的）缺点，即某些人可能会强制将T1和T2设置为它们所适合的值。您可以将它们从模板参数列表中移除。

template <typename T>
auto /* or return type (but it will require copy-pasting) before c++14*/ 
unzip(const T& zipped)
{
    using T1 = std::remove_const_t<typename T::value_type::first_type>; //may need to remove const
    using T2 = std::remove_const_t<typename T::value_type::second_type>; 
    // impl
}

需要移除const是因为std::map的value_type是std::pair<const K, V>。如果您需要旧标准支持，例如c++11，则可以在不使用std::remove_const_t的情况下完成，需要使用typename std::remove_const<>::type

- RiaD

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这对我来说无法编译，因为T1和T2的推导类型是const。 - jwimberley

你可以从模板参数列表中删除它们（但这将需要C++11或C++14的auto返回类型）。auto并非必需，只是更加方便（至少对于C++14而言）。 - Jarod42

@Jarod42 不需要使用c++14，是的（这就是为什么我写了c++11 或 c++14，并在其中留下了关于c++11返回类型的注释）。但我不知道如何在c++98中实现这一点（可能有一种方法，但与c++98的兼容性通常不是我的问题，所以我从未真正考虑过在c++98下修复这个问题的方法）。 - RiaD

通过使用冗长的 std::pair<std::vector<typename remove_const<typename T::value_type::first_type>::type>, std::vector<typename remove_const<typename T::value_type::second_type>::type>>（同时重写 remove_const）两次（在返回类型和主体中）。 - Jarod42

std::remove_const_t 是 C++14 的，所以您需要使用 typename std::remove_const<T::value_type>::type。std::remove_const 本身是（无关的）类型。 - RiaD

Answer 2

template<class T>
    struct zipper {
    using first_t = remove_cv_t<typename T::value_type::first_type>;
    using second_t = typename T::value_type::second_type;

    template <class container>
    static std::pair<std::vector<first_t>, std::vector<second_t>> unzip(const container& zipped)
    {
        auto unzipped = std::make_pair(std::vector<first_t>(), std::vector<second_t>());
        for (auto& one_two : zipped)
        {
            unzipped.first.emplace_back(one_two.first);
            unzipped.second.emplace_back(one_two.second);
        }
        return unzipped;
    }
};


template<class container>
auto unzip(const container& cont)  {
    return zipper<container>::unzip(cont);
}

- Joseph Franciscus

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std::map不能将std::pair作为一个模板参数。 - RiaD

你要求一个接受std::pair<T,U>类型的std::container的方法，我发布的代码适用于std::vector<std::pair<T,U>>。 - Joseph Franciscus

你是在问是否需要一个单一的方法来处理这两种情况吗？ - Joseph Franciscus

不是我在问。 （我认为是的，单个方法就是所要求的（但我可能错了）） - RiaD