向std::array添加元素

Question

由于我无法找到这样的函数（是否不正确？），因此我正在尝试创建一个编译时函数（constexpr函数），该函数接受一个std::array<T，n> arr和一个T t，并返回一个新的std::array<T，n + 1>，其中包含t添加到arr的末尾。我开始尝试以下内容：

template <typename T, int n>
constexpr std::array<T,n+1> append(std::array<T,n> a, T t);

template <typename T>
constexpr std::array<T,1> append(std::array<T,0> a, T t)
{
  return std::array<T,1>{t};
}

template <typename T>
constexpr std::array<T,2> append(std::array<T,1> a, T t)
{
  return std::array<T,2>{a[0], t};
}

我卡住了。我需要一种方法，在初始化列表的前 n 个位置上扩展 a，然后再在末尾添加 t。这可能吗？或者还有其他方法可以做到这一点吗？

- kalj

Answer 1

当然，这是可能的：std::index_sequence<I...> 是您的好朋友！ 您只需调度到一个函数，该函数接受适当的 std::index_sequence<I...> 作为参数，并使用所有值展开包。例如：

template <typename T, std::size_t N, std::size_t... I>
constexpr std::array<T, N + 1>
append_aux(std::array<T, N> a, T t, std::index_sequence<I...>) {
    return std::array<T, N + 1>{ a[I]..., t };
}
template <typename T, std::size_t N>
constexpr std::array<T, N + 1> append(std::array<T, N> a, T t) {
    return append_aux(a, t, std::make_index_sequence<N>());
}

- Dietmar Kühl

---

哇，对我来说纯粹是魔法！C++在最近几年里确实取得了长足的进步。谢谢！ - kalj

值得注意的是，对于c++11，有可用的高效实现integer_sequence，例如这个，因为它不幸地不能直接使用。 - W.F.

@kalj：实际上，并没有太多的魔法。也许这对我来说很自然，因为我发布了这个答案，导致了相关的提案。;-) - Dietmar Kühl

@DietmarKühl，如果这是魔法的话，那么这个答案对我来说就是纯粹的巫术。不过有很多酷炫的东西值得学习！ - kalj

注意：需要C++14 -- http://en.cppreference.com/w/cpp/utility/integer_sequence - Brent Bradburn

Answer 2

很容易将Dietmar的答案扩展为一个工具，使您可以constexpr地连接两个数组：

// constexpr util to catenate two array's.
//
// Usage:
//
// constexpr std::array<int, 2> a1 = { 1, 2 };
// constexpr std::array<int, 2> a2 = { 3, 4 };
//
// constexpr auto a3 = catenate_array(a1, a2);

template <typename T, std::size_t N, std::size_t M, std::size_t... I, std::size_t... J>
constexpr std::array<T, N + M>
catenate_array_aux(std::array<T, N> a1, std::array<T, M> a2, std::index_sequence<I...>, std::index_sequence<J...>) {
    return std::array<T, N + M>{ a1[I]..., a2[J]... };
}

template <typename T, std::size_t N, std::size_t M>
constexpr std::array<T, N + M> catenate_array(std::array<T, N> a1, std::array<T, M> a2) {
    return catenate_array_aux(a1, a2, std::make_index_sequence<N>(), std::make_index_sequence<M>());
}

- Carlo Wood