如何交错展开C++模板参数包？扩展API调用方式

问题概述 #

现有C++模板函数somefunc，接受int、bool及其他自动推导类型的模板参数：

template <int N, bool B, auto... Args>
void somefunc() {
    // 业务逻辑
}

支持如下调用：

somefunc<1, true, 2, false>();

需要扩展API，允许用户通过Pack结构体作为模板参数调用，要求展开后参数顺序与原有调用一致：

somefunc<Pack<1, true>, Pack<2, false>>(); // 等价于 somefunc<1, true, 2, false>()

其中Pack定义为：

template <int N, bool B>
struct Pack
{
    static constexpr int value = N;
    static constexpr bool flag = B;
};

直接展开所有Pack::value再展开Pack::flag会导致参数顺序错误（1,2,true,false），需要实现交替展开每个Pack的value和flag。

解决方案 #

方法1：递归模板展开（兼容C++11及以上） #

这是最简洁且兼容性最好的方案，通过递归逐个展开每个Pack的参数：

// 原模板函数保持不变
template <int N, bool B, auto... Args>
void somefunc() {
    // 业务逻辑
}

// 递归终止函数：将展开后的参数传递给原模板
template <auto... UnpackedArgs>
void unpack_and_call() {
    somefunc<UnpackedArgs...>();
}

// 递归展开单个Pack，再处理剩余Pack
template <typename Pack, typename... RestPacks>
void unpack_and_call() {
    unpack_and_call<Pack::value, Pack::flag, RestPacks...>();
}

// 重载somefunc，接受Pack类型参数
template <typename... Packs>
void somefunc() {
    unpack_and_call<Packs...>();
}

方法2：C++17折叠表达式+整数序列（现代写法） #

利用C++17的折叠表达式和std::integer_sequence实现批量展开：

#include <utility>

// 原模板函数保持不变
template <int N, bool B, auto... Args>
void somefunc() {
    // 业务逻辑
}

// 辅助结构体：将单个Pack转为包含value和flag的整数序列
template <typename Pack>
struct PackSequence {
    using type = std::integer_sequence<int, Pack::value, Pack::flag>;
};

template <typename Pack>
using PackSequence_t = typename PackSequence<Pack>::type;

// 重载版本
template <typename... Packs>
void somefunc() {
    // 拼接所有Pack对应的序列，再展开为参数
    []<int... Ts>(std::integer_sequence<int, Ts...>) {
        somefunc<Ts...>();
    }(std::integer_sequence_cat(PackSequence_t<Packs>{}...));
}

验证调用 #

两种方案都支持以下两种调用方式，且效果完全一致：

// 原有调用方式
somefunc<1, true, 2, false>();

// 新扩展的调用方式
somefunc<Pack<1, true>, Pack<2, false>>();

内容的提问来源于stack exchange，提问作者lobelk