Wie kann man über die Elemente eines std::tuple iterieren?

Question

Wie kann ich über ein Tupel iterieren (mit C++11)? Ich habe das Folgende versucht:

for(int i=0; i<std::tuple_size<T...>::value; ++i) 
  std::get<i>(my_tuple).do_sth();

aber das funktioniert nicht:

Fehler 1: sorry, unimplementiert: kann 'Listener ...' nicht in eine Argumentliste mit fester Länge erweitern.
Fehler 2: i kann nicht in einem konstanten Ausdruck vorkommen.

Wie kann ich also korrekt über die Elemente eines Tupels iterieren?

Answer 1

Eine einfachere, intuitivere und compilerfreundlichere Möglichkeit, dies in C++17 zu tun, ist die Verwendung von if constexpr :

// prints every element of a tuple
template<size_t I = 0, typename... Tp>
void print(std::tuple<Tp...>& t) {
    std::cout << std::get<I>(t) << " ";
    // do things
    if constexpr(I+1 != sizeof...(Tp))
        print<I+1>(t);
}

Dies ist eine Rekursion zur Kompilierzeit, ähnlich wie die von @emsr vorgestellte. Allerdings wird hier nicht SFINAE verwendet, so dass es (meiner Meinung nach) compilerfreundlicher ist.

Answer 2

Verwenden Sie Boost.Hana und generische Lambdas:

#include <tuple>
#include <iostream>
#include <boost/hana.hpp>
#include <boost/hana/ext/std/tuple.hpp>

struct Foo1 {
    int foo() const { return 42; }
};

struct Foo2 {
    int bar = 0;
    int foo() { bar = 24; return bar; }
};

int main() {
    using namespace std;
    using boost::hana::for_each;

    Foo1 foo1;
    Foo2 foo2;

    for_each(tie(foo1, foo2), [](auto &foo) {
        cout << foo.foo() << endl;
    });

    cout << "foo2.bar after mutation: " << foo2.bar << endl;
}

http://coliru.stacked-crooked.com/a/27b3691f55caf271

Answer 3

Hier ist eine einfache C++17 Weise der Iteration über Tupel Elemente mit nur Standardbibliothek:

#include <tuple>      // std::tuple
#include <functional> // std::invoke

template <
    size_t Index = 0, // start iteration at 0 index
    typename TTuple,  // the tuple type
    size_t Size =
        std::tuple_size_v<
            std::remove_reference_t<TTuple>>, // tuple size
    typename TCallable, // the callable to bo invoked for each tuple item
    typename... TArgs   // other arguments to be passed to the callable 
>
void for_each(TTuple&& tuple, TCallable&& callable, TArgs&&... args)
{
    if constexpr (Index < Size)
    {
        std::invoke(callable, args..., std::get<Index>(tuple));

        if constexpr (Index + 1 < Size)
            for_each<Index + 1>(
                std::forward<TTuple>(tuple),
                std::forward<TCallable>(callable),
                std::forward<TArgs>(args)...);
    }
}

Exemple :

#include <iostream>

int main()
{
    std::tuple<int, char> items{1, 'a'};
    for_each(items, [](const auto& item) {
        std::cout << item << "\n";
    });
}

Sortie :

1
a

Dies kann erweitert werden, um die Schleife bedingt zu unterbrechen, wenn die aufrufbare Variable einen Wert zurückgibt (funktioniert aber auch mit aufrufbaren Variablen, die keinen bool zuweisbaren Wert zurückgeben, z. B. void):

#include <tuple>      // std::tuple
#include <functional> // std::invoke

template <
    size_t Index = 0, // start iteration at 0 index
    typename TTuple,  // the tuple type
    size_t Size =
    std::tuple_size_v<
    std::remove_reference_t<TTuple>>, // tuple size
    typename TCallable, // the callable to bo invoked for each tuple item
    typename... TArgs   // other arguments to be passed to the callable 
    >
    void for_each(TTuple&& tuple, TCallable&& callable, TArgs&&... args)
{
    if constexpr (Index < Size)
    {
        if constexpr (std::is_assignable_v<bool&, std::invoke_result_t<TCallable&&, TArgs&&..., decltype(std::get<Index>(tuple))>>)
        {
            if (!std::invoke(callable, args..., std::get<Index>(tuple)))
                return;
        }
        else
        {
            std::invoke(callable, args..., std::get<Index>(tuple));
        }

        if constexpr (Index + 1 < Size)
            for_each<Index + 1>(
                std::forward<TTuple>(tuple),
                std::forward<TCallable>(callable),
                std::forward<TArgs>(args)...);
    }
}

Exemple :

#include <iostream>

int main()
{
    std::tuple<int, char> items{ 1, 'a' };
    for_each(items, [](const auto& item) {
        std::cout << item << "\n";
    });

    std::cout << "---\n";

    for_each(items, [](const auto& item) {
        std::cout << item << "\n";
        return false;
    });
}

Sortie :

1
a
---
1

Answer 4

Definieren Sie zunächst einige Index-Helfer:

template <size_t ...I>
struct index_sequence {};

template <size_t N, size_t ...I>
struct make_index_sequence : public make_index_sequence<N - 1, N - 1, I...> {};

template <size_t ...I>
struct make_index_sequence<0, I...> : public index_sequence<I...> {};

Mit Ihrer Funktion, die Sie auf jedes Tupel-Element anwenden möchten:

template <typename T>
/* ... */ foo(T t) { /* ... */ }

können Sie schreiben:

template<typename ...T, size_t ...I>
/* ... */ do_foo_helper(std::tuple<T...> &ts, index_sequence<I...>) {
    std::tie(foo(std::get<I>(ts)) ...);
}

template <typename ...T>
/* ... */ do_foo(std::tuple<T...> &ts) {
    return do_foo_helper(ts, make_index_sequence<sizeof...(T)>());
}

Oder wenn foo gibt zurück. void verwenden

std::tie((foo(std::get<I>(ts)), 1) ... );

Hinweis: Bei C++14 make_index_sequence ist bereits definiert ( http://en.cppreference.com/w/cpp/utility/integer_sequence ).

Wenn Sie eine Auswertungsreihenfolge von links nach rechts benötigen, sollten Sie sich etwas wie dieses vorstellen:

template <typename T, typename ...R>
void do_foo_iter(T t, R ...r) {
    foo(t);
    do_foo(r...);
}

void do_foo_iter() {}

template<typename ...T, size_t ...I>
void do_foo_helper(std::tuple<T...> &ts, index_sequence<I...>) {
    do_foo_iter(std::get<I>(ts) ...);
}

template <typename ...T>
void do_foo(std::tuple<T...> &ts) {
    do_foo_helper(ts, make_index_sequence<sizeof...(T)>());
}

Answer 5

Sie müssen die Template-Metaprogrammierung verwenden, hier gezeigt mit Boost.Tuple:

#include <boost/tuple/tuple.hpp>
#include <iostream>

template <typename T_Tuple, size_t size>
struct print_tuple_helper {
    static std::ostream & print( std::ostream & s, const T_Tuple & t ) {
        return print_tuple_helper<T_Tuple,size-1>::print( s, t ) << boost::get<size-1>( t );
    }
};

template <typename T_Tuple>
struct print_tuple_helper<T_Tuple,0> {
    static std::ostream & print( std::ostream & s, const T_Tuple & ) {
        return s;
    }
};

template <typename T_Tuple>
std::ostream & print_tuple( std::ostream & s, const T_Tuple & t ) {
    return print_tuple_helper<T_Tuple,boost::tuples::length<T_Tuple>::value>::print( s, t );
}

int main() {

    const boost::tuple<int,char,float,char,double> t( 0, ' ', 2.5f, '\n', 3.1416 );
    print_tuple( std::cout, t );

    return 0;
}

In C++0x können Sie schreiben print_tuple() als variadische Schablonenfunktion zu verwenden.