std::make_index_sequence 和 std::index_sequence 的详细信息

Question

我很喜欢增加可变参数模板并开始摆弄这个新功能。我试图了解 std::index_sequence 的实现细节（用于元组实现）。我在那里看到了示例代码，但我真的想要一步一步地解释 std::index_sequence 是如何编码的，以及每个阶段的元编程主体。想想 真的 傻了:)

原文由 user3613174 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

我在那里看到了示例代码，但我真的想要一步一步地解释如何对 index_sequence 进行编码以及每个阶段的元编程主体。

你问的不是很简单的解释……

嗯… std::index_sequence 本身很简单：定义如下

template<std::size_t... Ints>
using index_sequence = std::integer_sequence<std::size_t, Ints...>;

实质上，它是无符号整数的模板容器。

棘手的部分是 std::make_index_sequence 的实现。也就是说：棘手的部分是从 std::make_index_sequence<N> 传递到 std::index_sequence<0, 1, 2, ..., N-1> 。

我向您建议一个可能的实现（不是一个很好的实现，但很简单（我希望）可以理解），我将尝试解释它是如何工作的。

Non exactly the standard index sequence, that pass from std::integer_sequence , but fixing the std::size_t type you can get a reasonable indexSequence / makeIndexSequence pair使用以下代码。

 // index sequence only
template <std::size_t ...>
struct indexSequence
 { };

template <std::size_t N, std::size_t ... Next>
struct indexSequenceHelper : public indexSequenceHelper<N-1U, N-1U, Next...>
 { };

template <std::size_t ... Next>
struct indexSequenceHelper<0U, Next ... >
 { using type = indexSequence<Next ... >; };

template <std::size_t N>
using makeIndexSequence = typename indexSequenceHelper<N>::type;

我想理解它是如何工作的一个好方法是遵循一个实际的例子。

我们可以点点看到 makeIndexSequence<3> 变成 index_sequenxe<0, 1, 2> 。

• 我们有 makeIndexSequence<3> 定义为 typename indexSequenceHelper<3>::type [ N 是 3

• indexSequenceHelper<3> match only the general case so inherit from indexSequenceHelper<2, 2> [ N is 3 and Next... is empty]

• indexSequenceHelper<2, 2> match only the general case so inherit from indexSequenceHelper<1, 1, 2> [ N is 2 and Next... is 2 ]

• indexSequenceHelper<1, 1, 2> match only the general case so inherit from indexSequenceHelper<0, 0, 1, 2> [ N is 1 and Next... is 1, 2 ]

• indexSequenceHelper<0, 0, 1, 2> match both cases (general an partial specialization) so the partial specialization is applied and define type = indexSequence<0, 1, 2> [ Next... is 0, 1, 2 ]

结论： makeIndexSequence<3> 是 indexSequence<0, 1, 2> 。

希望这可以帮助。

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一些澄清：

• std::index_sequence 和 std::make_index_sequence 从 C++14 开始可用

• 我的例子很简单（我希望）可以理解，但是（正如 aschepler 所指出的）有很大的限制，即线性实现；我的意思是：如果你需要 index_sequence<0, 1, ... 999> ，使用 makeIndexSequence<1000> 你以递归方式实现 1000 种不同的 indexSequenceHelper ；但是有一个递归限制（编译器形式编译器不同）可以小于 1000；还有其他算法会限制递归次数，但解释起来更复杂。

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