функция случайного выбора с использованием шаблонов с переменными параметрами - возможно ли это?

Question

Я бы хотел использовать вариационные шаблоны C ++ 11 для достижения обобщенной функции "случайного выбора".

Как то так ...

template <typename T>
T randomPicker(T one, T two, T three)
{
    int pick = 3 * (rand() / double(RAND_MAX));
    switch (pick)
    {
        case 0:
            return one;
        case 1:
            return two;
        default:
            return three;
    }
}

... кроме обобщенных, чтобы принимать любое количество параметров (каждый из того же типа, что и выше - хотя принятие любого типа в качестве параметра и преобразование выбранного в некоторый определенный тип T по возвращении также будет приемлемым).

Я понимаю идею использования рекурсии шаблонов для достижения таких вещей, как типизированный printf и т. Д. Можно ли использовать шаблоны с переменными параметрами для создания функций, описанных выше? Любые советы приветствуются!

Answer 1

Я не уверен, нужно ли вам использовать шаблоны с переменными значениями, но ИМХО проще использовать списки инициализаторов.

#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <random>
#include <algorithm>
#include <initializer_list>
using namespace std;

template <class T>
T random_picker(initializer_list<T> container){
    static default_random_engine re;
    uniform_int_distribution<size_t> range{0, container.size()-1};
    auto random_iterator = container.begin();
    advance(random_iterator, range(re));
    return *random_iterator;
}

int main(){
    for(size_t i = 0; i < 10; ++i)
        cout << random_picker({1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}) << endl;
}

Answer 2

Примерно так, хотя я не могу это проверить:

template <typename First, typename... Others>
First randompicker(First first, Others ...args) {
    const size_t len = sizeof...(args) + 1;
    if (rand() / double(RAND_MAX) < 1.0 / len) {
        return first;
    }
    return randompicker(args...);
}

template <typename Only>
Only randompicker(Only only) {
    return only;
}

Я не уверен, правильная ли здесь перегрузка - предположительно, пакет параметров может быть пустым, я не знаю, могу ли я перегрузить один аргумент без двусмысленности.

По общему признанию это использует больше случайных чисел, чем ваш пример с 3 аргументами, и может быть более чувствительным к смещению из-за ошибок округления. Таким образом, вы можете выбрать случайное число от 0 до len-1 в начале, а затем вызвать рекурсивную функцию, которая выбирает n -ый аргумент из пакета параметров:

template <typename First, typename... Others>
First select(size_t idx, First first, Others ...args) {
    if (idx == 0) return first;
    return select(idx-1, args...);
}

template <typename Only>
Only select(size_t, Only only) {
    return only;
}

template <typename First, typename... Others>
First randompicker(First first, Others ...args) {
    static std::default_random_engine re;

    const size_t len = sizeof...(args) + 1;
    std::uniform_int_distribution<size_t> range{0, len - 1};

    const size_t idx = range(re);
    return select(idx, first, args...);
}

Во всех случаях у меня есть n операторы if / else вместо n -переключателя. Вам может повезти с оптимизатором, или вы могли бы немного «развернуть цикл», имея First, Second ... A few аргументов параметра перед переменной args.

Answer 3

Один из способов - сделать что-то вроде этого:

template<typename T, typename... Args>
T randomPicker(T first, Args ...rest) {
    T array[sizeof...(rest) + 1] = {first, rest...};

    return array[rand() % (sizeof...(rest) + 1)];
}

Проверено на IdeOne

Answer 4

Это должно работать.randomPicker выбирает, какой из параметров он будет возвращать.randomPicker_impl работает через параметры, пока не будет выбран правильный.Перегрузка для Last обеспечивает прекращение расширения шаблона.

Полный рабочий код здесь: ideone.com / 2TEH1

template< typename Ret, typename Last >
Ret random_picker_impl( size_t i, Last&& last )
{
   return std::forward<Last>(last);
}

template< typename Ret, typename First, typename Second, typename ... Rest >
Ret random_picker_impl( size_t i, First&& first, Second&& second, Rest&&... rest )
{
   if( i == 0 )
   {
      return std::forward<First>(first);
   }
   else
   {
      return random_picker_impl<Ret>( i-1, std::forward<Second>(second), std::forward<Rest>(rest)... );
   }
}

template< typename First, typename ... Rest >
First random_picker( First&& first, Rest&&... rest )
{
   size_t index = (sizeof...(rest) + 1) * (std::rand() / double(RAND_MAX));
   return random_picker_impl<First>( index, std::forward<First>(first), std::forward<Rest>(rest)... );
}

Answer 5

Обычный способ выбрать случайный элемент из связанного списка - дать шанс 1/1, 1/2, 1/3, ..., 1 / n заменить выбранный элемент текущим элементом в каждая ссылка.

#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iostream>

namespace {
template<typename T>
T randomPickerHelper(int& sz, T first) {
    return first;
}
template<typename T, typename ...Args>
T randomPickerHelper(int& sz, T first, Args ...rest) {
    T next = randomPickerHelper(sz, rest...);
    return std::rand() % ++sz ? next : first;
}
}

template<typename T, typename... Args>
T randomPicker(T first, Args ...rest) {
    int sz = 1;
    return randomPickerHelper(sz, first, rest...);
}

int main() {
    std::srand(std::time(0));
    for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
        std::cout << randomPicker(1, 2, 3, 4, 5) << std::endl;
    }
    return 0;
}

Звонит rand() много раз, хотя.

---

template<typename T, typename ...Args>
struct Count {
    static const int sz = Count<Args...>::sz + 1;
};
template<typename T>
struct Count<T> {
    static const int sz = 1;
};

template<typename T>
T pick(int n, T first) {
    return first;
}

template<int N, typename T, typename ...Args>
T pick(int n, T first, Args ...rest) {
    if (n == Count<T, Args...>::sz) {
        return first;
    }
    return pick(n, rest...);
}

template<typename T, typename ...Args>
T randomPicker(T first, Args ...rest) {
    return pick(std::rand() % Count<T, Args...>::sz + 1, first, rest...);
}

Мне кажется, это возможно, но GCC 4.6.0 не поддерживает расширение <Args...>.