可变参数模板到数组访问的无递归扩展

Posted 2023-02-17

【中文标题】可变参数模板到数组访问的无递归扩展

【英文标题】：Recursion-free expansion of variadic template into array access

【发布时间】：2021-02-18 06:02:24

【问题描述】：

考虑以下非类型可变参数模板函数：

template <typename dummy = void>
void write_at_offsets(volatile char *p) 


template <size_t OFF, size_t... OFFs>
void write_at_offsets(volatile char *p) 
    p[OFF] = 1;
    write_at_offsets<OFFs...>(p);

它使用递归的方法在模板参数包中指定的偏移处写入1。

这是否可以在不使用 C++11 中的递归的情况下简洁地编写，例如一次性扩展整个包？

【参考方案1】：

您可以使用 fold 表达式（c++17 起），在index_sequence 中传递偏移量：

template<size_t ... Indices>
void foo(std::index_sequence<Indices...>,volatile char* p)
    ( (p[Indices] = 1),... );


int main()
    char* p = new char[3];
    foo(std::index_sequence<0,1,2>(),p);

使用 C++11 创建的假数组使用逗号表达式 (Calculation,0) 填充为 0：

template<size_t ... Indices>
void foo(char* p, const int val)
    int fake[] =  (p[Indices] = val,0)... ;
    // cast fake to void to prevent compiler warning present


int main()
    char* p = new char[3];
    foo<0,1,2>(p,48);

【讨论】：

如果没有std::index_sequence 也行不通吗？ （我的意思是 - 更接近 OP 代码。）我摆弄了你的例子：Demo on coliru

@Scheff Nice version :)，你说得对，在我的示例中 index_sequence 在某种程度上是多余的。

是的，这是我在 C++17 中使用的，但这里我仅限于 C++11。

@BeeOnRope 添加了 C++11 版本。

【参考方案2】：

是的，可以只使用 C++11 结构。

template <size_t... OFFs>
void write_at_offsets(volatile char *p) 
    dummyfunc((p[OFFs] = 1, 0) ...) ;  

dummyfunc 是任何忽略其参数的旧可变参数函数。

不直接传递赋值结果，因为现在不推荐将赋值结果用于 volatile 变量（尽管它不在 C++11 中）。

【讨论】：

注意，然后未指定评估顺序，并且从左到右。

@Jarod42 你是对的，这可能是个问题。

【参考方案3】：

在这种简单的情况下，您可以使用常规循环：

template <std::size_t... OFFs>
void write_at_offsets(volatile char *p) 
    for (std::size_t i : OFFs) 
        p[i] = 1;
    

C++11/C++14还有一些技巧可以模拟C++17的一些折叠表达式：

template <std::size_t... OFFs>
void write_at_offsets(volatile char *p) 
    const int dummy[] = 0, (p[OFFs] = 1, 0)...;
    static_cast<void>(dummy); // Avoid warning for unused variable

而 C++17 只是

template <std::size_t... OFFs>
void write_at_offsets(volatile char *p) 
    (p[OFFs] = 1, ...);