如何拼接两个基于std::tuple的C++类模板对象？

你的问题核心是foo类私有继承了std::tuple，无法直接将foo对象传入std::tuple_cat，因为foo本身不是std::tuple类型。下面是两种可行的实现方案：

方案一：通过友元权限访问底层tuple #

修改foo类，将operator+声明为友元，这样它可以直接把foo对象转换为基类std::tuple的引用：

#include <tuple>
#include <utility> // 用于std::make_from_tuple

template<typename...Ts>
class foo : private std::tuple<Ts...> {
public:
    foo(Ts...vs) : std::tuple<Ts...>(vs...){}
    
    // 声明operator+为友元，允许它访问私有继承的基类
    template<typename...T1s, typename...T2s>
    friend foo<T1s..., T2s...> operator+(const foo<T1s...>& foo1, const foo<T2s...>& foo2);
};

template<typename...T1s, typename...T2s>
foo<T1s..., T2s...> operator+(const foo<T1s...>& foo1, const foo<T2s...>& foo2){
    // 将foo对象转换为对应的std::tuple引用
    auto combined_tuple = std::tuple_cat(
        static_cast<const std::tuple<T1s...>&>(foo1),
        static_cast<const std::tuple<T2s...>&>(foo2)
    );
    // 用拼接后的tuple构造新的foo对象
    return std::make_from_tuple<foo<T1s..., T2s...>>(combined_tuple);
}

// 测试代码
int main() {
    foo<int, float, const char*> obj1(1, 1.23, "string1");
    foo<const char*, float, int> obj2("string2" , 1.23, 1);
    foo<int, float, const char*, const char*, float, int> obj3 = obj1 + obj2;
    return 0;
}

方案二：提供公共接口暴露底层tuple #

如果不想用友元，可以给foo类添加一个公共成员函数，返回底层std::tuple的引用：

#include <tuple>
#include <utility>

template<typename...Ts>
class foo : private std::tuple<Ts...> {
public:
    foo(Ts...vs) : std::tuple<Ts...>(vs...){}
    
    // 公共接口，返回底层tuple的const引用
    const std::tuple<Ts...>& get_tuple() const {
        return *this; // 私有继承下，成员函数可直接访问基类实例
    }
};

template<typename...T1s, typename...T2s>
foo<T1s..., T2s...> operator+(const foo<T1s...>& foo1, const foo<T2s...>& foo2){
    // 通过公共接口获取tuple后拼接
    auto combined_tuple = std::tuple_cat(foo1.get_tuple(), foo2.get_tuple());
    return std::make_from_tuple<foo<T1s..., T2s...>>(combined_tuple);
}

// 测试代码
int main() {
    foo<int, float, const char*> obj1(1, 1.23, "string1");
    foo<const char*, float, int> obj2("string2" , 1.23, 1);
    foo<int, float, const char*, const char*, float, int> obj3 = obj1 + obj2;
    return 0;
}

关键说明 #

• std::tuple_cat只能接受std::tuple类型的参数，因此必须先从foo对象中提取出底层的std::tuple实例。
• std::make_from_tuple是C++17引入的工具，可以直接用tuple中的元素构造任意类型的对象，避免了手动展开tuple参数的麻烦。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者newbie