c++ - For 遍历模板参数/类型

标签 c++ templates metaprogramming

我想为几种可能类的几种组合编写基准代码。如果我自己编写每个组合,它就会变得无法维护。因此,我正在寻找一种通过模板自动组合每种类型的方法,类似于以下伪代码:

for (typename HashFuction : Sha256, Sha512, Sa512_256, Sha3_256, Sha3_512) {
   for (typename KeyingWrapper : TwoPassKeyedHash, OnePassKeyedHash, PlainHash) {
      for (typename InstantiatedGetLeaf: GetLeaf<8>, GetLeaf<1024>) {
         for (typename algorithm : algA, algB, algC) {
            runAndTime<HashFunction,KeyingWrapper,
                       InstantiatedGetLeaf,algorithm>(someArgs);
         }
       }
    }
 }

其中 Sha256,... ,TwoPassKeyedHash,... 是类型。

我正在寻找的代码在功能上应该等同于以下内容:

runAndTime<Sha256,TwoPassKeyedHash,GetLeaf<8>,algA>(someArgs);
runAndTime<Sha256,TwoPassKeyedHash,GetLeaf<8>,algB>(someArgs);
runAndTime<Sha256,TwoPassKeyedHash,GetLeaf<8>,algC>(someArgs);

runAndTime<Sha256,TwoPassKeyedHash,GetLeaf<1024>,algA>(someArgs);
runAndTime<Sha256,TwoPassKeyedHash,GetLeaf<1024>,algB>(someArgs);
runAndTime<Sha256,TwoPassKeyedHash,GetLeaf<1024>,algC>(someArgs);

runAndTime<Sha256,OnePassKeyedHash,GetLeaf<8>,algA>(someArgs);
runAndTime<Sha256,OnePassKeyedHash,GetLeaf<8>,algB>(someArgs);
runAndTime<Sha256,OnePassKeyedHash,GetLeaf<8>,algC>(someArgs);

// And 99 further lines…

在 Peregring-lk 的帮助下,我做到了

#include <iostream>

template<typename Aux_type>
void test_helper()
{}

template<typename Aux_type, typename Head, typename... Tail>
void test_helper() {
   std::cout << Head::i;
   test_helper<Aux_type, Tail...>();
}

template<typename... Args>
void test()
{
    test_helper<void, Args...>();
}

struct A{
   static const int i=1;
};

struct B{
   static const int i=2;
};

int main() {
   test<A, B>();
   return 0;
}

但我还不知道如何迭代该递归以获得嵌套循环。任何帮助将不胜感激。

(编辑:代码重构和包含 Peregring-lk 的答案。)

最佳答案

有时了解您的目标会有所帮助:

  • 你需要几种参数类型
  • 对于每个参数类型,几个可能的“值”

并且想要对每个值的组合应用一些东西(一次每个参数类型一个)。

这看起来可以表达:

combine<
    Set<Sha256, Sha512, Sa512_256, Sha3_256, Sha3_512>,
    Set<TwoPassKeyedHash, OnePassKeyedHash, PlainHash>,
    Set<GetLeaf<8>, GetLeaf<1024>>,
    Set<algA, algB, algC>
>(runAndTime);

如果 runAndTime 是以下的实例:

struct SomeFunctor {
   template <typename H, typename W, typename L, typename A>
   void operator()(cons<H>{}, cons<W>{}, cons<L>{}, cons<A>{});
};

缺点只是一种将类型作为常规参数传递的方法(更容易)。

我们走吧?


首先,一些传递类型的方法(便宜):

template <typename T>
struct cons { using type = T; };

template <typename... T>
struct Set {};

显式绑定(bind)(内部没有魔法):

template <typename F, typename E>
struct Forwarder {
    Forwarder(F f): inner(f) {}

    template <typename... Args>
    void operator()(Args... args) { inner(cons<E>{}, args...); }

    F inner;
}; // struct Forwarder

现在我们深入研究手头的实际任务:

  • 我们需要迭代类型集
  • 在一个集合中,我们需要迭代它的元素(还有类型)

这需要两个级别的调度:

template <typename FirstSet, typename... Sets, typename F>
void combine(F func);

template <typename Head, typename... Tail, typename... Sets, typename F>
void apply_set(F func, Set<Head, Tail...>, Sets... others);

template <typename... Sets, typename F>
void apply_set(F func, Set<>, Sets... others);

template <typename E, typename NextSet, typename... Sets, typename F>
void apply_item(F func, cons<E>, NextSet, Sets...);

template <typename E, typename F>
void apply_item(F func, cons<E> e);

其中 combine 是外部(公开的)函数,apply_set 用于迭代集合,apply_item 用于迭代一组中的类型。

实现很简单:

template <typename Head, typename... Tail, typename... Sets, typename F>
void apply_set(F func, Set<Head, Tail...>, Sets... others) {
    apply_item(func, cons<Head>{}, others...);

    apply_set(func, Set<Tail...>{}, others...);
} // apply_set

template <typename... Sets, typename F>
void apply_set(F, Set<>, Sets...) {}

template <typename E, typename NextSet, typename... Sets, typename F>
void apply_item(F func, cons<E>, NextSet ns, Sets... tail) {
    Forwarder<F, E> forwarder(func);

    apply_set(forwarder, ns, tail...);
}

template <typename E, typename F>
void apply_item(F func, cons<E> e) {
    func(e);
} // apply_item


template <typename FirstSet, typename... Sets, typename F>
void combine(F func) {
    apply_set(func, FirstSet{}, Sets{}...);
} // combine

对于apply_setapply_item 中的每一个,我们都有一个递归案例和一个基本案例,尽管这里是某种共同递归,如apply_item 回调到 apply_set

还有一个简单的例子:

struct Dummy0 {}; struct Dummy1 {}; struct Dummy2 {};
struct Hello0 {}; struct Hello1 {};

struct Tested {
    Tested(int i): value(i) {}

    void operator()(cons<Dummy0>, cons<Hello0>) { std::cout << "Hello0 Dummy0!\n"; }
    void operator()(cons<Dummy0>, cons<Hello1>) { std::cout << "Hello1 Dummy0!\n"; }
    void operator()(cons<Dummy1>, cons<Hello0>) { std::cout << "Hello0 Dummy1!\n"; }
    void operator()(cons<Dummy1>, cons<Hello1>) { std::cout << "Hello1 Dummy1!\n"; }
    void operator()(cons<Dummy2>, cons<Hello0>) { std::cout << "Hello0 Dummy2!\n"; }
    void operator()(cons<Dummy2>, cons<Hello1>) { std::cout << "Hello1 Dummy2!\n"; }

    int value;
};

int main() {
    Tested tested(42);
    combine<Set<Dummy0, Dummy1, Dummy2>, Set<Hello0, Hello1>>(tested);
}

哪个you can witness live on Coliru打印:

Hello0 Dummy0!
Hello1 Dummy0!
Hello0 Dummy1!
Hello1 Dummy1!
Hello0 Dummy2!
Hello1 Dummy2!

享受 :)

注意:假定仿函数的复制成本较低,否则可以使用引用,无论是在传递还是将其存储在 Forwarder 中时。

编辑:删除了 Set 周围的 cons(它出现的所有地方),这是不必要的。

关于c++ - For 遍历模板参数/类型,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/24015710/

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