C ++ / C ++ 11 - оператор Switch для шаблонов с переменным числом аргументов?

Question

Допустим, у меня есть несколько таких структур:

struct MyStruct1 {

    inline void DoSomething() {
        cout << "I'm number one!" << endl;
    }

};

struct MyStruct2 {

    static int DoSomething() {

        cout << "I'm the runner up." << endl;
        return 1;

    }

};

struct MyStruct3 {

    void (*DoSomething)();

    MyStruct3() {
        DoSomething = &InternalFunction;
    }

    static void InternalFunction() {
        cout << "I'm the tricky loser." << endl;
    }

};

Как видите, для всех трех структур я могу вызвать DoSomething () для объекта этой структуры и заставить его работать (хотя это достигается по-разному для каждой структуры):

MyStruct1 a;
MyStruct2 b;
MyStruct3 c;

a.DoSomething(); // works, calls Struct1's instance function
b.DoSomething(); // works, calls Struct2's static function, discards return value
c.DoSomething(); // works, calls Struct3's function pointer

Теперь, допустим, я поместил произвольный выбор этих структур в кортеж:

tuple<MyStruct2, MyStruct3, MyStruct2, MyStruct1> collection;

Скажем также, что я хочу взять один из этих элементов и запустить его DoSomething() функцию, основанную на индексе, который определяется во время выполнения. Чтобы добиться этого, я мог бы использовать оператор switch:

switch(index) {

case 0: get<0>(collection).DoSomething(); break;
case 1: get<1>(collection).DoSomething(); break;
case 2: get<2>(collection).DoSomething(); break;
case 3: get<3>(collection).DoSomething(); break;

}

Это работает отлично и изящно, но становится очень утомительным, повторяющимся и подверженным ошибкам, когда это должно быть сделано с несколькими по-разному расположенными (и потенциально намного более длинными, чем 4-элементными) кортежами. Было бы очень удобно, если бы оператор switch мог быть автоматически сгенерирован на основе количества элементов в шаблоне variadic. Псевдокод:

template <typename... T>
void DoSomethingByIndex(int index, tuple<T...>& collection) {

    switch(index) {

    STATIC_REPEAT(sizeof...(T), X) {
    case X: get<X>(collection).DoSomething(); break;
    }

    }

}

Существует ли какой-либо механизм в C ++ 11, который позволил бы мне достичь этого? Если нет, я знаю, что, несомненно, смогу взломать решение со списком указателей функций в шаблоне, но мне просто любопытно, если что-то подобное существует, так как оно лучше подходит для моих целей. Я уверен, что сгенерированный компилятором список переходов оператора switch будет более эффективным, чем мой самодельный указатель на функцию.

Answer 1

Вы можете использовать массив для соединения времени компиляции и времени выполнения: (ab) использовать шаблоны с переменными числами для статической инициализации элементов массива, а затем индексировать в массив с помощью параметра времени выполнения. Сложная задача - найти правильный тип элемента для массива. Кроме того, поскольку нам нужно, чтобы шаблон был вариативным по кортежу indexes , а не по элементам кортежа, я буду использовать свой обычный трюк.

template<int... Indices>
struct indices {
    typedef indices<Indices..., sizeof...(Indices)> next;
};

template<int N>
struct build_indices {
    typedef typename build_indices<N - 1>::type::next type;
};

template<>
struct build_indices<0> {
    typedef indices<> type;
};

// No need to be variadic on the tuple elements as we don't care about them
// So I'm using perfect forwarding for the tuple
template<typename Tuple, int... Indices>
void
do_something_by_index(Tuple&& tuple, int index, indices<Indices...>)
{
    using std::get;

    typedef void (*element_type)(Tuple&&);
    static constexpr element_type table[] = {
        [](Tuple&& tuple)
        { get<Indices>(std::forward<Tuple>(tuple)).DoSomething(); }
        ...
    };

    table[index](std::forward<Tuple>(tuple));
}

// Proverbial layer of indirection to get the indices
template<typename Tuple>
void
do_something_by_index(Tuple&& tuple, int index)
{
    typedef typename std::decay<Tuple>::type decay_type;
    constexpr auto tuple_size = std::tuple_size<decay_type>::value;
    typedef typename build_indices<tuple_size>::type indices_type;

    do_something_by_index(std::forward<Tuple>(tuple), index, indices_type{});
}

Answer 2

Хммм, я испытываю желание попробовать что-то вроде этого:

template<int N, typename ...Args>
struct call_N_helper
{
  static void call(const std::tuple<Args...> & t, int i)
  {
    if (i == N) std::get<N>(t).call();
    else call_N_helper<N-1, Args...>(t, i);
  }
};

template<typename ...Args>
struct call_N_helper<0, Args...>
{
  static void call(const std::tuple<Args...> & t, int i)
  {
    if (i == 0) std::get<0>(t).call();
  }
};

template<typename ...Args>
void call_N(const std::tuple<Args...> & t, int i)
{
  call_N_helper<sizeof...(Args), Args...>::call(t, i);
}

Это всего лишь идея, непроверенная и все такое.