如何将invoke_all中lambda的返回值打包为std::tuple？

要实现将所有模板参数传入的lambda应用于给定参数，并将返回值打包为std::tuple，可以根据C++版本选择不同的可靠实现方案：

C++17及以上版本（推荐：折叠表达式） #

利用C++17的折叠表达式和std::invoke（支持任意可调用对象），可以写出简洁高效的代码：

#include <tuple>
#include <functional> // 用于std::invoke

template <typename... Callables, typename... Args>
auto invoke_all(Args&&... args) {
    // 对每个可调用对象传入参数并调用，将所有返回值打包为tuple
    return std::make_tuple(
        std::invoke(std::declval<Callables>(), std::forward<Args>(args)...)...
    );
}

使用示例 #

#include <iostream>

int main() {
    auto add = [](int a, int b) { return a + b; };
    auto multiply = [](int a, int b) { return a * b; };

    auto results = invoke_all<decltype(add), decltype(multiply)>(2, 3);
    
    // 输出：5, 6
    std::cout << std::get<0>(results) << ", " << std::get<1>(results) << std::endl;
    return 0;
}

C++11/14兼容版本（递归拼接tuple） #

如果需要兼容更早的C++标准，可以通过递归模板拼接tuple的方式实现：

#include <tuple>
#include <utility>

// 递归终止条件：无待调用对象时返回空tuple
template <typename... Args>
std::tuple<> invoke_all(Args&&...) {
    return std::tuple<>{};
}

// 递归处理：先调用第一个可调用对象，再拼接剩余对象的调用结果
template <typename FirstCallable, typename... RemainingCallables, typename... Args>
auto invoke_all(Args&&... args) -> decltype(
    std::tuple_cat(
        std::make_tuple(std::declval<FirstCallable>()(std::forward<Args>(args)...)),
        invoke_all<RemainingCallables...>(std::forward<Args>(args)...)
    )
) {
    return std::tuple_cat(
        std::make_tuple(std::declval<FirstCallable>()(std::forward<Args>(args)...)),
        invoke_all<RemainingCallables...>(std::forward<Args>(args)...)
    );
}

常见错误分析 #

你遇到的两种问题通常源于包展开的语法误用：

• 返回tuple大小为1：大概率是未对模板参数包Callables...完成完整展开，比如std::make_tuple内的调用表达式末尾遗漏了...，导致仅生成单个元素的tuple。
• 包展开语法编译失败：可能是将展开符...放在了错误位置（如括号外侧而非表达式末尾），或是在C++17之前尝试使用折叠表达式这类不兼容的语法。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ralph Zhang