C++模板 index_sequence使用示例詳解

更新時(shí)間：2022年12月07日 16:03:21 作者：amjieker

這篇文章主要為大家介紹了C++模板 index_sequence使用示例詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪

引言

integer_sequence 是 c++ 14中新增加的一個(gè)元編程工具

其衍生出來的還有如 index_sequence、make_index_sequence、index_sequence_for等輔助工具

現(xiàn)在，讓我們來淺嘗一下這些東西吧！

integer_sequence

integer_sequence 其實(shí)沒有什么特殊的，就是一個(gè)類

只不過他是index_sequence的基礎(chǔ)

template<typename _Tp, _Tp... _Idx>
  struct integer_sequence
  {
    typedef _Tp value_type;
    static constexpr size_t size() noexcept { return sizeof...(_Idx); }
  };

index_sequence

index_sequence 會(huì)在編譯期生成一個(gè)從0開始的序列

然后你就可以對(duì)其進(jìn)行一些奇奇怪怪的操作

template <size_t... N> void print(std::index_sequence<N...>) {
  std::vector<int> res;
  (void)std::initializer_list<int>{
      ((res.push_back(N), std::cout << N << " "), 0)...};
  std::for_each(res.begin(), res.end(), [](int x) {std::cout << x << " ";});
}
int main() {
  auto t = std::make_index_sequence<10>();
  print(t);
  return 0;
}

比如 ((res.push_back(N), std::cout << N << " "), 0)...這句話，就會(huì)在編譯期被展開

這里展開在了一個(gè)初始化列表中，小技巧

make_index_sequence

那么，index_sequence 是如何生成的呢？

有兩種形式

編譯器內(nèi)建
遞歸式的生成

第二種方式嘛還是用到了元編程的慣用伎倆，特化，遞歸式的編程

template <int... N> struct index_seq {};
template <int N, int... M>
struct make_index_seq : public make_index_seq<N - 1, N - 1, M...> {};
template <int... M> struct make_index_seq<0, M...> : public index_seq<M...> {};

對(duì)齊使用也是一樣的形式

template <int... N> void print(index_seq<N...>) {
  (void)std::initializer_list<int>{((std::cout << N << " "), 0)...};
}
int main() {
  auto r = make_index_seq<100>();
  print(r);
  return 0;
}

使用場景

剛才，看見了print去打印的時(shí)候打印了 0-(N-1)的元素

那么，這個(gè)行為是在編譯期展開的，我們就可以用到其他需要常量的地方

比如一個(gè)簡單的需求：

打印tuple！

template <typename T, typename F, int...N>
void exec_for_tuple(const T& tup, F&& func, index_seq<N...>) {
  (void)std::initializer_list<int> {
      (func(std::get<N>(tup)), 0)...
  };
}
template <typename Func, typename ...Arg>
void for_tuple(Func&& func, std::tuple<Arg...> tuple) {
  exec_for_tuple(tuple, std::forward<Func>(func), make_index_seq<sizeof...(Arg)>());
}

exec_for_tuple部分應(yīng)該非常好懂，但是為什么中間還要再轉(zhuǎn)發(fā)一層呢？

因?yàn)?code>tuple元素的個(gè)數(shù)我們不能直接獲取到，我們寫的又要是一個(gè)通用的函數(shù)

所以要通過 sizeof...(arg) 這種伎倆來將其元素個(gè)數(shù)計(jì)算出來

如何調(diào)用呢？

如下所示：

std::tuple<int, int, double> tuple{1, 2, 3.0};
for_tuple([](auto t) {
  std::cout << t << " ";
}, tuple);

index_sequence_for

那么，看到現(xiàn)在，你知道 index_sequence_for又是何物嗎？

其實(shí)吧，剛才就已經(jīng)見過 index_sequence_for這個(gè)東西了

其實(shí)就是計(jì)算可變長模板參數(shù)的個(gè)數(shù)，然后將其長度做成一個(gè)sequence出來

template<typename... _Types>
using index_sequence_for = make_index_seq<sizeof...(_Types)>;

結(jié)語

index_sequence 是一個(gè)不起眼的家伙，可能你平時(shí)都不會(huì)去了解它，但是這個(gè)東西的用途還是有很多的，你想想，編譯器制造一串序列的能力，在tuple這種模板中，使用其是不是更加方便了，在bind這種模板中的參數(shù)上，若是使用它，是不是更加靈活好些了。

其實(shí)和tuple一個(gè)道理，在平常編程中，你也許不會(huì)使用它，但是在模板編程中，這是比較好的一個(gè)工具。

以上就是C++模板 index_sequence使用示例詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C++模板index_sequence的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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