如何从可变参数模板生成std::function类型的std::tuple

首先，你要的函数模板声明可以直接靠模板参数推导实现，不用复杂操作：

template <typename... Ts>
void f(std::tuple<Ts...>& data, std::tuple<std::function<void(Ts&)>...> functions);

当你传入std::tuple<int, std::string>&这类参数作为第一个参数时，第二个参数会自动被推导为对应类型的std::function元组——比如上面的例子就会推导成std::tuple<std::function<void(int&)>, std::function<void(std::string&)>>，完全符合你的需求。

如果需要在函数内部遍历两个元组，用对应位置的函数处理data里的元素，这时候才需要用到std::index_sequence来展开参数包，具体实现分两步：

1. 写辅助展开函数 #

我们需要一个带索引序列的辅助函数，用来逐个访问元组元素：

template <typename... Ts, std::size_t... Idx>
void f_impl(std::tuple<Ts...>& data, const std::tuple<std::function<void(Ts&)>...>& functions, std::index_sequence<Idx...>) {
    // 用C++17折叠表达式逐个调用函数，传入对应元素的引用
    (std::get<Idx>(functions)(std::get<Idx>(data)), ...);
}

这里的折叠表达式(...,)会把每个索引对应的函数调用依次展开执行，简洁高效。

2. 对外的主函数 #

主函数负责生成匹配的索引序列，然后把调用转发给辅助函数：

template <typename... Ts>
void f(std::tuple<Ts...>& data, std::tuple<std::function<void(Ts&)>...> functions) {
    // 自动生成0到元素数量-1的索引序列
    f_impl(data, functions, std::index_sequence_for<Ts...>());
}

std::index_sequence_for<Ts...>会根据模板参数包的大小，生成刚好匹配元组元素数量的索引序列，不用手动写索引。

实际使用示例 #

#include <tuple>
#include <functional>
#include <iostream>

// 把上面的函数实现放在这里

int main() {
    std::tuple<int, std::string> data{42, "hello"};
    auto functions = std::make_tuple(
        [](int& num) { num *= 2; },
        [](std::string& str) { str += " world"; }
    );

    f(data, functions);

    // 输出：82 hello world
    std::cout << std::get<0>(data) << " " << std::get<1>(data) << std::endl;
    return 0;
}

额外说明 #

• 如果你的编译器不支持C++17，可以用递归展开的方式替代折叠表达式，但折叠表达式写法更简洁。
• std::index_sequence是C14的特性，要是需要兼容C11，自己写个简单的索引序列模板也不难。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者canellas