«Распаковка» кортежа для вызова соответствующего указателя на функцию

Я пытаюсь сохранить в std::tupleразличном количестве значений, которые позже будут использоваться в качестве аргументов для вызова указателя функции, который соответствует сохраненным типам.

Я создал упрощенный пример, показывающий проблему, которую я пытаюсь решить:

#include <iostream>
#include <tuple>

void f(int a, double b, void* c) {
  std::cout << a << ":" << b << ":" << c << std::endl;
}

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later {
  std::tuple<Args...> params;
  void (*func)(Args...);

  void delayed_dispatch() {
     // How can I "unpack" params to call func?
     func(std::get<0>(params), std::get<1>(params), std::get<2>(params));
     // But I *really* don't want to write 20 versions of dispatch so I'd rather 
     // write something like:
     func(params...); // Not legal
  }
};

int main() {
  int a=666;
  double b = -1.234;
  void *c = NULL;

  save_it_for_later<int,double,void*> saved = {
                                 std::tuple<int,double,void*>(a,b,c), f};
  saved.delayed_dispatch();
}

Обычно для задач, связанных с std::tupleшаблонами или шаблонами с переменным числом переменных, я бы написал другой шаблон, например, template <typename Head, typename ...Tail>для рекурсивной оценки всех типов один за другим, но я не вижу способа сделать это для отправки вызова функции.

Реальная мотивация для этого несколько сложнее, и в любом случае это в основном просто учебное упражнение. Вы можете предположить, что я передал кортеж по контракту из другого интерфейса, поэтому изменить его нельзя, но желание распаковать его в вызов функции мое. Это исключает использование std::bindв качестве дешевого способа обойти основную проблему.

Каков чистый способ отправки вызова с использованием std::tupleили альтернативный лучший способ достижения того же чистого результата хранения / пересылки некоторых значений и указателя функции до произвольной точки будущего?

Решение C ++ 17 заключается в простом использовании std::apply:

auto f = [](int a, double b, std::string c) { std::cout<<a<<" "<<b<<" "<<c<< std::endl; };
auto params = std::make_tuple(1,2.0,"Hello");
std::apply(f, params);

Просто чувствуется, что об этом следует заявить один раз в ответе в этой теме (после того, как это уже появилось в одном из комментариев).

Базовое решение C ++ 14 все еще отсутствует в этой теме. РЕДАКТИРОВАТЬ: Нет, это на самом деле там в ответе Уолтера.

Эта функция дается:

void f(int a, double b, void* c)
{
      std::cout << a << ":" << b << ":" << c << std::endl;
}

Назовите его следующим фрагментом:

template<typename Function, typename Tuple, size_t ... I>
auto call(Function f, Tuple t, std::index_sequence<I ...>)
{
     return f(std::get<I>(t) ...);
}

template<typename Function, typename Tuple>
auto call(Function f, Tuple t)
{
    static constexpr auto size = std::tuple_size<Tuple>::value;
    return call(f, t, std::make_index_sequence<size>{});
}

Пример:

int main()
{
    std::tuple<int, double, int*> t;
    //or std::array<int, 3> t;
    //or std::pair<int, double> t;
    call(f, t);    
}

DEMO

Вам нужно собрать пакет параметров из чисел и распаковать их

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;
};


// ...
  void delayed_dispatch() {
     callFunc(typename gens<sizeof...(Args)>::type());
  }

  template<int ...S>
  void callFunc(seq<S...>) {
     func(std::get<S>(params) ...);
  }
// ...

Это полная компилируемая версия решения Йоханнеса по вопросу awoodland, в надежде, что оно кому-нибудь пригодится. Это было протестировано с моментальным снимком g ++ 4.7 в Debian squeeze.

###################
johannes.cc
###################
#include <tuple>
#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

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; };

double foo(int x, float y, double z)
{
  return x + y + z;
}

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later
{
  std::tuple<Args...> params;
  double (*func)(Args...);

  double delayed_dispatch()
  {
    return callFunc(typename gens<sizeof...(Args)>::type());
  }

  template<int ...S>
  double callFunc(seq<S...>)
  {
    return func(std::get<S>(params) ...);
  }
};

#pragma GCC diagnostic push
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wunused-parameter"
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wunused-variable"
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wunused-but-set-variable"
int main(void)
{
  gens<10> g;
  gens<10>::type s;
  std::tuple<int, float, double> t = std::make_tuple(1, 1.2, 5);
  save_it_for_later<int,float, double> saved = {t, foo};
  cout << saved.delayed_dispatch() << endl;
}
#pragma GCC diagnostic pop

Можно использовать следующий файл SConstruct

#####################
SConstruct
#####################
#!/usr/bin/python

env = Environment(CXX="g++-4.7", CXXFLAGS="-Wall -Werror -g -O3 -std=c++11")
env.Program(target="johannes", source=["johannes.cc"])

На моей машине это дает

g++-4.7 -o johannes.o -c -Wall -Werror -g -O3 -std=c++11 johannes.cc
g++-4.7 -o johannes johannes.o

Вот решение C ++ 14.

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later
{
  std::tuple<Args...> params;
  void (*func)(Args...);

  template<std::size_t ...I>
  void call_func(std::index_sequence<I...>)
  { func(std::get<I>(params)...); }
  void delayed_dispatch()
  { call_func(std::index_sequence_for<Args...>{}); }
};

Это все еще нуждается в одной вспомогательной функции ( call_func). Поскольку это распространенная идиома, возможно, стандарт должен поддерживать ее напрямую, как и std::callпри возможной реализации.

// helper class
template<typename R, template<typename...> class Params, typename... Args, std::size_t... I>
R call_helper(std::function<R(Args...)> const&func, Params<Args...> const&params, std::index_sequence<I...>)
{ return func(std::get<I>(params)...); }

// "return func(params...)"
template<typename R, template<typename...> class Params, typename... Args>
R call(std::function<R(Args...)> const&func, Params<Args...> const&params)
{ return call_helper(func,params,std::index_sequence_for<Args...>{}); }

Тогда наша отложенная отправка становится

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later
{
  std::tuple<Args...> params;
  std::function<void(Args...)> func;
  void delayed_dispatch()
  { std::call(func,params); }
};

Это немного сложно достичь (хотя это возможно). Я советую вам использовать библиотеку, где это уже реализовано, а именно Boost.Fusion ( функция invoke ). В качестве бонуса Boost Fusion работает и с компиляторами C ++ 03.

C ++ 14решение. Во-первых, некоторые полезные шаблоны:

template<std::size_t...Is>
auto index_over(std::index_sequence<Is...>){
  return [](auto&&f)->decltype(auto){
    return decltype(f)(f)( std::integral_constant<std::size_t, Is>{}... );
  };
}
template<std::size_t N>
auto index_upto(std::integral_constant<std::size_t, N> ={}){
  return index_over( std::make_index_sequence<N>{} );
}

Они позволяют вам вызывать лямбду с рядом целых чисел времени компиляции.

void delayed_dispatch() {
  auto indexer = index_upto<sizeof...(Args)>();
  indexer([&](auto...Is){
    func(std::get<Is>(params)...);
  });
}

и мы сделали.

index_uptoи index_overпозволит вам работать с пакетами параметров без необходимости генерировать новые внешние перегрузки.

Конечно, в C ++ 17 ты только

void delayed_dispatch() {
  std::apply( func, params );
}

Теперь, если нам это нравится, в C ++ 14 мы можем написать:

namespace notstd {
  template<class T>
  constexpr auto tuple_size_v = std::tuple_size<T>::value;
  template<class F, class Tuple>
  decltype(auto) apply( F&& f, Tuple&& tup ) {
    auto indexer = index_upto<
      tuple_size_v<std::remove_reference_t<Tuple>>
    >();
    return indexer(
      [&](auto...Is)->decltype(auto) {
        return std::forward<F>(f)(
          std::get<Is>(std::forward<Tuple>(tup))...
        );
      }
    );
  }
}

сравнительно легко и получить уборщик C ++ 17 Синтаксис готов к отправке.

void delayed_dispatch() {
  notstd::apply( func, params );
}

просто замените notstdна stdкогда ваш компилятор обновится, а bob станет вашим дядей.

Размышляя о проблеме, я еще нашел ответ на этот вопрос. Я нашел другой способ решения этой проблемы:

template <int N, int M, typename D>
struct call_or_recurse;

template <typename ...Types>
struct dispatcher {
  template <typename F, typename ...Args>
  static void impl(F f, const std::tuple<Types...>& params, Args... args) {
     call_or_recurse<sizeof...(Args), sizeof...(Types), dispatcher<Types...> >::call(f, params, args...);
  }
};

template <int N, int M, typename D>
struct call_or_recurse {
  // recurse again
  template <typename F, typename T, typename ...Args>
  static void call(F f, const T& t, Args... args) {
     D::template impl(f, t, std::get<M-(N+1)>(t), args...);
  }
};

template <int N, typename D>
struct call_or_recurse<N,N,D> {
  // do the call
  template <typename F, typename T, typename ...Args>
  static void call(F f, const T&, Args... args) {
     f(args...);
  }
};

Что требует изменения реализации delayed_dispatch():

  void delayed_dispatch() {
     dispatcher<Args...>::impl(func, params);
  }

Это работает путем рекурсивного преобразования std::tupleв пакет параметров самостоятельно. call_or_recurseнеобходима как специализация для завершения рекурсии реальным вызовом, который просто распаковывает завершенный пакет параметров.

Я не уверен, что это в любом случае «лучшее» решение, но это другой способ думать и решать его.

В качестве другого альтернативного решения, которое вы можете использовать enable_if, чтобы сформировать что-то, возможно, более простое, чем мое предыдущее решение:

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

void f(int a, double b, void* c) {
  std::cout << a << ":" << b << ":" << c << std::endl;
}

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later {
  std::tuple<Args...> params;
  void (*func)(Args...);

  template <typename ...Actual>
  typename std::enable_if<sizeof...(Actual) != sizeof...(Args)>::type
  delayed_dispatch(Actual&& ...a) {
    delayed_dispatch(std::forward<Actual>(a)..., std::get<sizeof...(Actual)>(params));
  }

  void delayed_dispatch(Args ...args) {
    func(args...);
  }
};

int main() {
  int a=666;
  double b = -1.234;
  void *c = NULL;

  save_it_for_later<int,double,void*> saved = {
                                 std::tuple<int,double,void*>(a,b,c), f};
  saved.delayed_dispatch();
}

Первая перегрузка просто берет еще один аргумент из кортежа и помещает его в пакет параметров. Вторая перегрузка принимает соответствующий пакет параметров, а затем выполняет реальный вызов, при этом первая перегрузка отключается в одном-единственном случае, когда вторая будет жизнеспособной.

Мой вариант решения от Йоханнеса с использованием C ++ 14 std :: index_sequence (и возвращаемый тип функции в качестве параметра шаблона RetT):

template <typename RetT, typename ...Args>
struct save_it_for_later
{
    RetT (*func)(Args...);
    std::tuple<Args...> params;

    save_it_for_later(RetT (*f)(Args...), std::tuple<Args...> par) : func { f }, params { par } {}

    RetT delayed_dispatch()
    {
        return callFunc(std::index_sequence_for<Args...>{});
    }

    template<std::size_t... Is>
    RetT callFunc(std::index_sequence<Is...>)
    {
        return func(std::get<Is>(params) ...);
    }
};

double foo(int x, float y, double z)
{
  return x + y + z;
}

int testTuple(void)
{
  std::tuple<int, float, double> t = std::make_tuple(1, 1.2, 5);
  save_it_for_later<double, int, float, double> saved (&foo, t);
  cout << saved.delayed_dispatch() << endl;
  return 0;
}