如何将元组展开为可变参数模板函数的参数?

170
考虑一个具有可变模板参数的模板函数的情况:
template<typename Tret, typename... T> Tret func(const T&... t);

现在,我有一个值的元组t。如何使用元组值作为参数调用func()
我已经阅读了一些现在已经过时的文档,介绍了bind()函数对象,带有call()函数,以及apply()函数。GNU GCC 4.4实现似乎在bind()类中有一个call()函数,但是这方面的文档非常少。
有些人建议手写递归式的hack,但变参模板参数的真正价值在于能够像上面那样使用它们。
有人有解决方案或者提示在哪里阅读相关内容吗?

5
C++14标准提供了一个解决方案,请参阅:http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3658.html - Skeen
1
这个想法是使用integer_sequence在一个可变参数的情况下对元组进行解包,详见http://en.cppreference.com/w/cpp/utility/integer_sequence。 - Skeen
8
有一个名为integer_sequence S的序列,你只需调用函数func(std::get<S>(tuple)...),让编译器处理剩下的部分。 - Skeen
2
如果使用C++17或更高版本,请忽略此答案并查看下面使用std::apply的答案。 - lewis
13个回答

73
在C++17中,您可以这样做:
std::apply(the_function, the_tuple);

这已经可以在Clang++ 3.9中使用std::experimental::apply实现。

回应评论说如果the_function是模板化的,则无法工作,以下是一种解决方法:

#include <tuple>

template <typename T, typename U> void my_func(T &&t, U &&u) {}

int main(int argc, char *argv[argc]) {

  std::tuple<int, float> my_tuple;

  std::apply([](auto &&... args) { my_func(args...); }, my_tuple);

  return 0;
}

这个解决方案是针对传递重载集和函数模板的一般问题的简化解决方案,其中一个函数应该被期望。这里提供了通用解决方案(可以处理完美转发、constexpr性质和noexcept性质): https://blog.tartanllama.xyz/passing-overload-sets/

根据std::apply的示例代码,如果the_function是模板化的,则似乎无法正常工作。 - Zitrax
3
你可以指定函数模板的参数:std::apply(add_generic<float>, std::make_pair(2.0f, 3.0f)); - Erbureth
这是最简单、最优雅的解决方案。而且它非常有效。非常感谢,M. Alaggan!!!!+100票 - Elliott

48
如果有人感兴趣,这是我的代码。
基本上,在编译时,编译器将递归展开各种包含函数调用的参数<N> -> calls <N-1> -> calls ... -> calls <0>。编译器会优化掉各种中间函数调用,只保留最后一个,它相当于func(arg1,arg2,arg3,...)。
提供了两个版本,一个是在对象上调用的函数,另一个是静态函数。
#include <tr1/tuple>

/**
 * Object Function Tuple Argument Unpacking
 *
 * This recursive template unpacks the tuple parameters into
 * variadic template arguments until we reach the count of 0 where the function
 * is called with the correct parameters
 *
 * @tparam N Number of tuple arguments to unroll
 *
 * @ingroup g_util_tuple
 */
template < uint N >
struct apply_obj_func
{
  template < typename T, typename... ArgsF, typename... ArgsT, typename... Args >
  static void applyTuple( T* pObj,
                          void (T::*f)( ArgsF... ),
                          const std::tr1::tuple<ArgsT...>& t,
                          Args... args )
  {
    apply_obj_func<N-1>::applyTuple( pObj, f, t, std::tr1::get<N-1>( t ), args... );
  }
};

//-----------------------------------------------------------------------------

/**
 * Object Function Tuple Argument Unpacking End Point
 *
 * This recursive template unpacks the tuple parameters into
 * variadic template arguments until we reach the count of 0 where the function
 * is called with the correct parameters
 *
 * @ingroup g_util_tuple
 */
template <>
struct apply_obj_func<0>
{
  template < typename T, typename... ArgsF, typename... ArgsT, typename... Args >
  static void applyTuple( T* pObj,
                          void (T::*f)( ArgsF... ),
                          const std::tr1::tuple<ArgsT...>& /* t */,
                          Args... args )
  {
    (pObj->*f)( args... );
  }
};

//-----------------------------------------------------------------------------

/**
 * Object Function Call Forwarding Using Tuple Pack Parameters
 */
// Actual apply function
template < typename T, typename... ArgsF, typename... ArgsT >
void applyTuple( T* pObj,
                 void (T::*f)( ArgsF... ),
                 std::tr1::tuple<ArgsT...> const& t )
{
   apply_obj_func<sizeof...(ArgsT)>::applyTuple( pObj, f, t );
}

//-----------------------------------------------------------------------------

/**
 * Static Function Tuple Argument Unpacking
 *
 * This recursive template unpacks the tuple parameters into
 * variadic template arguments until we reach the count of 0 where the function
 * is called with the correct parameters
 *
 * @tparam N Number of tuple arguments to unroll
 *
 * @ingroup g_util_tuple
 */
template < uint N >
struct apply_func
{
  template < typename... ArgsF, typename... ArgsT, typename... Args >
  static void applyTuple( void (*f)( ArgsF... ),
                          const std::tr1::tuple<ArgsT...>& t,
                          Args... args )
  {
    apply_func<N-1>::applyTuple( f, t, std::tr1::get<N-1>( t ), args... );
  }
};

//-----------------------------------------------------------------------------

/**
 * Static Function Tuple Argument Unpacking End Point
 *
 * This recursive template unpacks the tuple parameters into
 * variadic template arguments until we reach the count of 0 where the function
 * is called with the correct parameters
 *
 * @ingroup g_util_tuple
 */
template <>
struct apply_func<0>
{
  template < typename... ArgsF, typename... ArgsT, typename... Args >
  static void applyTuple( void (*f)( ArgsF... ),
                          const std::tr1::tuple<ArgsT...>& /* t */,
                          Args... args )
  {
    f( args... );
  }
};

//-----------------------------------------------------------------------------

/**
 * Static Function Call Forwarding Using Tuple Pack Parameters
 */
// Actual apply function
template < typename... ArgsF, typename... ArgsT >
void applyTuple( void (*f)(ArgsF...),
                 std::tr1::tuple<ArgsT...> const& t )
{
   apply_func<sizeof...(ArgsT)>::applyTuple( f, t );
}

// ***************************************
// Usage
// ***************************************

template < typename T, typename... Args >
class Message : public IMessage
{

  typedef void (T::*F)( Args... args );

public:

  Message( const std::string& name,
           T& obj,
           F pFunc,
           Args... args );

private:

  virtual void doDispatch( );

  T*  pObj_;
  F   pFunc_;
  std::tr1::tuple<Args...> args_;
};

//-----------------------------------------------------------------------------

template < typename T, typename... Args >
Message<T, Args...>::Message( const std::string& name,
                              T& obj,
                              F pFunc,
                              Args... args )
: IMessage( name ),
  pObj_( &obj ),
  pFunc_( pFunc ),
  args_( std::forward<Args>(args)... )
{

}

//-----------------------------------------------------------------------------

template < typename T, typename... Args >
void Message<T, Args...>::doDispatch( )
{
  try
  {
    applyTuple( pObj_, pFunc_, args_ );
  }
  catch ( std::exception& e )
  {

  }
}

2
这个能否适应于所讨论的“函数”实际上是一个构造函数的情况? - HighCommander4
你能提供一下你想要做的事情的例子吗?我们可以从那里开始。 - David
这种解决方案仅提供编译时开销,最终会简化为 (pObj->*f)(arg0,arg1,... argN);对吗? - Goofy
是的,编译器将把多个函数调用压缩成最终的一个,就好像你自己写的一样,这就是所有元编程技术的美妙之处。 - David
现在使用C++11可以将所有tr1的内容删除了。 - Ryan Haining
如果使用C++17或更高版本,请忽略此答案并查看下面使用std::apply的答案。 - lewis

36

C++中有许多方法来扩展/解包元组并将这些元组元素应用于可变参数模板函数。这里有一个小助手类,它创建索引数组,在模板元编程中经常使用:

// ------------- UTILITY---------------
template<int...> struct index_tuple{}; 

template<int I, typename IndexTuple, typename... Types> 
struct make_indexes_impl; 

template<int I, int... Indexes, typename T, typename ... Types> 
struct make_indexes_impl<I, index_tuple<Indexes...>, T, Types...> 
{ 
    typedef typename make_indexes_impl<I + 1, index_tuple<Indexes..., I>, Types...>::type type; 
}; 

template<int I, int... Indexes> 
struct make_indexes_impl<I, index_tuple<Indexes...> > 
{ 
    typedef index_tuple<Indexes...> type; 
}; 

template<typename ... Types> 
struct make_indexes : make_indexes_impl<0, index_tuple<>, Types...> 
{}; 

现在完成任务的代码并不是很大:

 // ----------UNPACK TUPLE AND APPLY TO FUNCTION ---------
#include <tuple>
#include <iostream> 

using namespace std;

template<class Ret, class... Args, int... Indexes > 
Ret apply_helper( Ret (*pf)(Args...), index_tuple< Indexes... >, tuple<Args...>&& tup) 
{ 
    return pf( forward<Args>( get<Indexes>(tup))... ); 
} 

template<class Ret, class ... Args> 
Ret apply(Ret (*pf)(Args...), const tuple<Args...>&  tup)
{
    return apply_helper(pf, typename make_indexes<Args...>::type(), tuple<Args...>(tup));
}

template<class Ret, class ... Args> 
Ret apply(Ret (*pf)(Args...), tuple<Args...>&&  tup)
{
    return apply_helper(pf, typename make_indexes<Args...>::type(), forward<tuple<Args...>>(tup));
}

以下是测试内容:

下面展示了测试结果:

// --------------------- TEST ------------------
void one(int i, double d)
{
    std::cout << "function one(" << i << ", " << d << ");\n";
}
int two(int i)
{
    std::cout << "function two(" << i << ");\n";
    return i;
}

int main()
{
    std::tuple<int, double> tup(23, 4.5);
    apply(one, tup);

    int d = apply(two, std::make_tuple(2));    

    return 0;
}

我不是其他语言的专家,但我猜如果这些语言的菜单中没有这样的功能,那就没有办法实现。至少用C++可以,而且我认为它并不是很复杂...


"...并将这些元素应用于可变参数模板函数。" 测试部分只包含非模板可变参数函数。如果我添加一个像 template<class ... T> void three(T...) {} 的模板可变参数函数,并尝试在其上使用 apply,则无法编译。" - Zitrax
不幸的是,这种技术在nvcc(以及可能其他基于EDG的编译器)中不起作用。它会在以下行中失败:template<class Ret, class... Args, int... Indexes > Ret apply_helper( Ret (*pf)(Args...), index_tuple< Indexes... >, tuple<Args...>&& tup),报错为error: template parameter pack not at end of parameter list - alfC

33
我认为这是最优雅的解决方案(并且它被优化转发):
#include <cstddef>
#include <tuple>
#include <type_traits>
#include <utility>

template<size_t N>
struct Apply {
    template<typename F, typename T, typename... A>
    static inline auto apply(F && f, T && t, A &&... a)
        -> decltype(Apply<N-1>::apply(
            ::std::forward<F>(f), ::std::forward<T>(t),
            ::std::get<N-1>(::std::forward<T>(t)), ::std::forward<A>(a)...
        ))
    {
        return Apply<N-1>::apply(::std::forward<F>(f), ::std::forward<T>(t),
            ::std::get<N-1>(::std::forward<T>(t)), ::std::forward<A>(a)...
        );
    }
};

template<>
struct Apply<0> {
    template<typename F, typename T, typename... A>
    static inline auto apply(F && f, T &&, A &&... a)
        -> decltype(::std::forward<F>(f)(::std::forward<A>(a)...))
    {
        return ::std::forward<F>(f)(::std::forward<A>(a)...);
    }
};

template<typename F, typename T>
inline auto apply(F && f, T && t)
    -> decltype(Apply< ::std::tuple_size<
        typename ::std::decay<T>::type
    >::value>::apply(::std::forward<F>(f), ::std::forward<T>(t)))
{
    return Apply< ::std::tuple_size<
        typename ::std::decay<T>::type
    >::value>::apply(::std::forward<F>(f), ::std::forward<T>(t));
}

使用示例:

void foo(int i, bool b);

std::tuple<int, bool> t = make_tuple(20, false);

void m()
{
    apply(&foo, t);
}

不幸的是,GCC(至少是4.6版本)无法编译此代码,出现“抱歉,未实现:重载名称修饰”的错误提示(这意味着编译器尚未完全实现C++11规范)。由于它使用了可变参数模板,因此在MSVC中无法工作,所以它几乎没有用处。但是,一旦有一个支持该规范的编译器,它将是我认为最好的方法。(注意:并不难修改这个代码以便绕过GCC的缺陷或者使用Boost预处理器来实现,但这会破坏其优雅性,所以我发布的是这个版本。)

GCC 4.7现在可以很好地支持这段代码。

编辑:在实际函数调用周围添加forward以支持rvalue引用形式*this,以防您使用clang(或者如果其他人真的开始添加它)。

编辑:在非成员apply函数的主体中添加缺失的函数对象forward。感谢pheedbaq指出它丢失了。

编辑:既然C++14版本更加优美(实际上还没有编译),那么这里就是它:

#include <cstddef>
#include <tuple>
#include <type_traits>
#include <utility>

template<size_t N>
struct Apply {
    template<typename F, typename T, typename... A>
    static inline auto apply(F && f, T && t, A &&... a) {
        return Apply<N-1>::apply(::std::forward<F>(f), ::std::forward<T>(t),
            ::std::get<N-1>(::std::forward<T>(t)), ::std::forward<A>(a)...
        );
    }
};

template<>
struct Apply<0> {
    template<typename F, typename T, typename... A>
    static inline auto apply(F && f, T &&, A &&... a) {
        return ::std::forward<F>(f)(::std::forward<A>(a)...);
    }
};

template<typename F, typename T>
inline auto apply(F && f, T && t) {
    return Apply< ::std::tuple_size< ::std::decay_t<T>
      >::value>::apply(::std::forward<F>(f), ::std::forward<T>(t));
}

这里是成员函数的版本(未经过太多测试!):

using std::forward; // You can change this if you like unreadable code or care hugely about namespace pollution.

template<size_t N>
struct ApplyMember
{
    template<typename C, typename F, typename T, typename... A>
    static inline auto apply(C&& c, F&& f, T&& t, A&&... a) ->
        decltype(ApplyMember<N-1>::apply(forward<C>(c), forward<F>(f), forward<T>(t), std::get<N-1>(forward<T>(t)), forward<A>(a)...))
    {
        return ApplyMember<N-1>::apply(forward<C>(c), forward<F>(f), forward<T>(t), std::get<N-1>(forward<T>(t)), forward<A>(a)...);
    }
};

template<>
struct ApplyMember<0>
{
    template<typename C, typename F, typename T, typename... A>
    static inline auto apply(C&& c, F&& f, T&&, A&&... a) ->
        decltype((forward<C>(c)->*forward<F>(f))(forward<A>(a)...))
    {
        return (forward<C>(c)->*forward<F>(f))(forward<A>(a)...);
    }
};

// C is the class, F is the member function, T is the tuple.
template<typename C, typename F, typename T>
inline auto apply(C&& c, F&& f, T&& t) ->
    decltype(ApplyMember<std::tuple_size<typename std::decay<T>::type>::value>::apply(forward<C>(c), forward<F>(f), forward<T>(t)))
{
    return ApplyMember<std::tuple_size<typename std::decay<T>::type>::value>::apply(forward<C>(c), forward<F>(f), forward<T>(t));
}

// Example:

class MyClass
{
public:
    void foo(int i, bool b);
};

MyClass mc;

std::tuple<int, bool> t = make_tuple(20, false);

void m()
{
    apply(&mc, &MyClass::foo, t);
}

1
在列出的答案中,你的回答是最接近我能够处理参数为向量的参数的……但我仍然得到编译错误。http://ideone.com/xH5kBH 如果你使用-DDIRECT_CALL编译并运行它,你将看到输出应该是什么。否则我会得到一个编译错误(我认为decltype不够聪明,无法理解我的特殊情况),使用gcc 4.7.2。 - kfmfe04
3
IdeaOne上的gcc版本过旧,因此无法通过,它不支持带有命名方式的decltype返回类型重载。我已经相对充分地在gcc 4.7.2中测试了这段代码,并且没有遇到任何问题。使用gcc 4.8,您可以使用新的C++17自动返回值特性来避免所有令人讨厌的decltype尾随返回类型。 - DRayX
3
出于好奇,我尝试在GCC 4.8中编译这段代码,并发现foo('x', true)apply(foo, ::std::make_tuple('x', true))产生的汇编代码完全相同,除了-O0以外的任何优化级别。 - DRayX
2
使用C++14的integer_sequence,您甚至可以在其示例中获得一个几乎正确的apply()实现。请参见下面的答案。 - PeterSom
1
这是非常简短的版本,毫无疑问。但是调用成员函数怎么办? - tower120
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30
template<typename F, typename Tuple, std::size_t ... I>
auto apply_impl(F&& f, Tuple&& t, std::index_sequence<I...>) {
    return std::forward<F>(f)(std::get<I>(std::forward<Tuple>(t))...);
}
template<typename F, typename Tuple>
auto apply(F&& f, Tuple&& t) {
    using Indices = std::make_index_sequence<std::tuple_size<std::decay_t<Tuple>>::value>;
    return apply_impl(std::forward<F>(f), std::forward<Tuple>(t), Indices());
}

这是使用index_sequence从C++14草案改编而来的。我可能会建议在未来的标准(TS)中加入apply函数。


2

1)如果您有一个预先准备好的参数包结构作为函数参数,您可以像这样使用std::tie:

template <class... Args>
void tie_func(std::tuple<Args...> t, Args&... args)
{
 std::tie<Args...>(args...) = t;
}

int main()
{
 std::tuple<int, double, std::string> t(2, 3.3, "abc");

 int i;
 double d;
 std::string s;

 tie_func(t, i, d, s);

 std::cout << i << " " << d << " " << s << std::endl;
}

2) 如果您没有现成的 parampack 参数,您需要像这样展开元组

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



template<int N>
struct apply_wrap {
    template<typename R, typename... TupleArgs, typename... UnpackedArgs>
    static R applyTuple( std::function<R(TupleArgs...)>& f, const std::tuple<TupleArgs...>& t, UnpackedArgs... args )
    {
        return apply_wrap<N-1>::applyTuple( f, t, std::get<N-1>( t ), args... );
    }
};


template<>
struct apply_wrap<0>
{
    template<typename R, typename... TupleArgs, typename... UnpackedArgs>
    static R applyTuple( std::function<R(TupleArgs...)>& f, const std::tuple<TupleArgs...>&, UnpackedArgs... args )
    {
        return f( args... );
    }
};



template<typename R, typename... TupleArgs>
R applyTuple( std::function<R(TupleArgs...)>& f, std::tuple<TupleArgs...> const& t )
{
    return apply_wrap<sizeof...(TupleArgs)>::applyTuple( f, t );
}



int fac(int n)
{
    int r=1;
    for(int i=2; i<=n; ++i)
        r *= i;
    return r;
}



int main()
{
    auto t = std::make_tuple(5);
    auto f = std::function<decltype(fac)>(&fac);
    cout << applyTuple(f, t);
}

2
所有这些实现都很好。但是由于使用成员函数指针,编译器通常无法内联目标函数调用(至少gcc 4.8无法,无论为什么gcc无法内联可以确定的函数指针?怎样)。
但是如果将成员函数指针作为模板参数发送,情况就会改变:
/// from https://dev59.com/B2sz5IYBdhLWcg3wfn-6#9288547
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; };

template<typename TT>
using makeSeq = typename gens< std::tuple_size< typename std::decay<TT>::type >::value >::type;


// deduce function return type
template<class ...Args>
struct fn_type;

template<class ...Args>
struct fn_type< std::tuple<Args...> >{

    // will not be called
    template<class Self, class Fn>
    static auto type_helper(Self &self, Fn f) -> decltype((self.*f)(declval<Args>()...)){
        //return (self.*f)(Args()...);
        return NULL;
    }
};

template<class Self, class ...Args>
struct APPLY_TUPLE{};

template<class Self, class ...Args>
struct APPLY_TUPLE<Self, std::tuple<Args...>>{
    Self &self;
    APPLY_TUPLE(Self &self): self(self){}

    template<class T, T (Self::* f)(Args...),  class Tuple>
    void delayed_call(Tuple &&list){
        caller<T, f, Tuple >(forward<Tuple>(list), makeSeq<Tuple>() );
    }

    template<class T, T (Self::* f)(Args...), class Tuple, int ...S>
    void caller(Tuple &&list, const seq<S...>){
        (self.*f)( std::get<S>(forward<Tuple>(list))... );
    }
};

#define type_of(val) typename decay<decltype(val)>::type

#define apply_tuple(obj, fname, tuple) \
    APPLY_TUPLE<typename decay<decltype(obj)>::type, typename decay<decltype(tuple)>::type >(obj).delayed_call< \
            decltype( fn_type< type_of(tuple) >::type_helper(obj, &decay<decltype(obj)>::type::fname) ), \
            &decay<decltype(obj)>::type::fname \
            > \
            (tuple);

"使用方法:"
struct DelayedCall
{  
    void call_me(int a, int b, int c){
        std::cout << a+b+c;
    }

    void fire(){
        tuple<int,int,int> list = make_tuple(1,2,3);
        apply_tuple(*this, call_me, list); // even simpler than previous implementations
    }
};

可内联的证明 http://goo.gl/5UqVnC
通过一些小的改变,我们可以“过载”apply_tuple函数:
#define VA_NARGS_IMPL(_1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, N, ...) N
#define VA_NARGS(...) VA_NARGS_IMPL(X,##__VA_ARGS__, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0)
#define VARARG_IMPL_(base, count, ...) base##count(__VA_ARGS__)
#define VARARG_IMPL(base, count, ...) VARARG_IMPL_(base, count, __VA_ARGS__)
#define VARARG(base, ...) VARARG_IMPL(base, VA_NARGS(__VA_ARGS__), __VA_ARGS__)

#define apply_tuple2(fname, tuple) apply_tuple3(*this, fname, tuple)
#define apply_tuple3(obj, fname, tuple) \
    APPLY_TUPLE<typename decay<decltype(obj)>::type, typename decay<decltype(tuple)>::type >(obj).delayed_call< \
            decltype( fn_type< type_of(tuple) >::type_helper(obj, &decay<decltype(obj)>::type::fname) ), \
            &decay<decltype(obj)>::type::fname \
            /* ,decltype(tuple) */> \
            (tuple);
#define apply_tuple(...) VARARG(apply_tuple, __VA_ARGS__)

...

apply_tuple(obj, call_me, list);
apply_tuple(call_me, list);       // call this->call_me(list....)

此外,这是唯一一个与模板函数兼容的解决方案。

1

这个消息看起来不太妙。

阅读了刚发布的草案标准后,我没有看到内置解决方案,这似乎很奇怪。

如果你还没有去过,询问此类问题的最佳场所是comp.lang.c++.moderated,因为一些参与起草标准的人经常在那里发帖。

如果你查看这个主题, 会发现有人提出了同样的问题(也许是你,如果是的话,你会觉得整个答案都有点令人沮丧!),并且提出了一些丑陋的实现方法。

我只是想知道是否将函数接受一个元组会更简单,因为这种转换方式更容易。但这意味着所有函数都应该接受元组作为参数,以实现最大的灵活性,这也表明了不提供内置的元组扩展到函数参数包的奇怪之处。

更新:上面的链接无法使用 - 请尝试粘贴此链接:

http://groups.google.com/group/comp.lang.c++.moderated/browse_thread/thread/750fa3815cdaac45/d8dc09e34bbb9661?lnk=gst&q=tuple+variadic#d8dc09e34bbb9661


我想知道为什么他们要区分元组和函数参数包的概念。也许在一个符合规范的编译器中它们是可以交换使用的,但我还没有在任何地方看到这方面的迹象。 - Daniel Earwicker
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因为tuple<int, char, string>作为一个独立的类型是必要的;而且能够创建一个不需要在每次调用中都使用make_type的函数也是必要的。 - coppro
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此外,最好的地方不是comp.lang.c++.moderated。关于C++1x的问题几乎总是更适合指向comp.std.c++。 - coppro

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在 @David 的解决方案基础上,您可以编写一个递归模板,该模板:

  1. 不使用(在我看来过于冗长的)integer_sequence 语义
  2. 不使用额外的临时模板参数 int N 来计算递归迭代次数
  3. (对于静态/全局函数而言是可选的)使用函数对象作为模板参数进行编译时优化

E.g.:

template <class F, F func>
struct static_functor {
    template <class... T, class... Args_tmp>
    static inline auto apply(const std::tuple<T...>& t, Args_tmp... args)
            -> decltype(func(std::declval<T>()...)) {
        return static_functor<F,func>::apply(t, args...,
                std::get<sizeof...(Args_tmp)>(t));
    }
    template <class... T>
    static inline auto apply(const std::tuple<T...>& t, T... args)
            -> decltype(func(args...)) {
        return func(args...);
    }
};

static_functor<decltype(&myFunc), &myFunc>::apply(my_tuple);

如果您的函数对象在编译时未定义(例如,非constexpr函数对象实例或lambda表达式),您可以将其作为函数参数而不是类模板参数使用,并且实际上完全删除包含的类:
template <class F, class... T, class... Args_tmp>
inline auto apply_functor(F&& func, const std::tuple<T...>& t,
        Args_tmp... args) -> decltype(func(std::declval<T>()...)) {
    return apply_functor(func, t, args..., std::get<sizeof...(Args_tmp)>(t));
}
template <class F, class... T>
inline auto apply_functor(F&& func, const std::tuple<T...>& t,
        T... args) -> decltype(func(args...)) {
    return func(args...);
}

apply_functor(&myFunc, my_tuple);

对于指向成员函数的可调用对象,您可以像@David的答案一样调整上述代码片段中的任何一个。

解释

关于第二个代码片段,有两个模板函数:第一个函数接受可调用对象func、元组t(类型为T...)和参数包args(类型为Args_tmp...)。当调用该函数时,它会逐个将t中的对象递归地添加到参数包中,从开头(0)到结尾,并使用新增的参数包再次调用该函数。

第二个函数的签名与第一个函数几乎相同,只是将类型T...用于参数包args。因此,一旦第一个函数中的args完全填充了来自t的值,它的类型将为T...(在伪代码中,typeid(T...) == typeid(Args_tmp...)),因此编译器将调用第二个重载函数,该函数又调用func(args...)

在静态函数对象示例中的代码完全相同,只是将函数对象用作类模板参数。

希望能得到有关第一种选项的编译时优化方面的任何意见,这样我就可以让我的答案更加完整(也许学到一些新东西)。 - CrepeGoat

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这样怎么样:
// Warning: NOT tested!
#include <cstddef>
#include <tuple>
#include <type_traits>
#include <utility>

using std::declval;
using std::forward;
using std::get;
using std::integral_constant;
using std::size_t;
using std::tuple;

namespace detail
{
    template < typename Func, typename ...T, typename ...Args >
    auto  explode_tuple( integral_constant<size_t, 0u>, tuple<T...> const &t,
     Func &&f, Args &&...a )
     -> decltype( forward<Func>(f)(declval<T const>()...) )
    { return forward<Func>( f )( forward<Args>(a)... ); }

    template < size_t Index, typename Func, typename ...T, typename ...Args >
    auto  explode_tuple( integral_constant<size_t, Index>, tuple<T...> const&t,
     Func &&f, Args &&...a )
     -> decltype( forward<Func>(f)(declval<T const>()...) )
    {
        return explode_tuple( integral_constant<size_t, Index - 1u>{}, t,
         forward<Func>(f), get<Index - 1u>(t), forward<Args>(a)... );
    }
}

template < typename Func, typename ...T >
auto  run_tuple( Func &&f, tuple<T...> const &t )
 -> decltype( forward<Func>(f)(declval<T const>()...) )
{
    return detail::explode_tuple( integral_constant<size_t, sizeof...(T)>{}, t,
     forward<Func>(f) );
}

template < typename Tret, typename ...T >
Tret  func_T( tuple<T...> const &t )
{ return run_tuple( &func<Tret, T...>, t ); }

run_tuple函数模板接受给定的元组并将其元素单独传递给给定的函数。它通过递归调用其辅助函数模板explode_tuple来执行其工作。重要的是,run_tuple将元组的大小传递给explode_tuple;该数字充当要提取的元素数量的计数器。

如果元组为空,则run_tuple使用远程函数作为唯一的其他参数调用explode_tuple的第一个版本。远程函数被调用时不带参数,我们完成了。如果元组不为空,则向第二个版本的explode_tuple传递更高的数字以及远程函数。使用相同的参数进行递归调用explode_tuple,除了计数器数字减少了一个,并且在远程函数之后作为参数添加了(对)最后一个元组元素的引用。在递归调用中,如果计数器不为零,则再次降低计数器并在远程函数之后但在其他插入的参数之前将下一个未引用的元素插入参数列表中进行另一次调用,或者计数器达到零并且在远程函数之后累积所有插入的参数后调用远程函数。

我不确定我是否正确地强制使用特定版本的函数模板的语法。我认为你可以使用函数指针作为函数对象;编译器会自动修复它。


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