如何在C++中用索引优雅初始化数组元素？是否有标准库函数？

标准库原生实现（C++14及以上） #

C++14引入的std::index_sequence可以帮我们生成编译期整数序列，结合std::array就能实现自动用索引初始化数组，完全不需要手动写初始化列表：

#include <array>
#include <utility>

struct MyObject {
    size_t mMyIndex;
    MyObject(size_t myIndex) : mMyIndex(myIndex) {}
};

// 利用索引序列展开生成元素
template <size_t N, size_t... Is>
constexpr std::array<MyObject, N> create_indexed_array(std::index_sequence<Is...>) {
    return {{MyObject(Is)...}};
}

// 对外暴露的初始化函数
template <size_t N>
constexpr std::array<MyObject, N> initialize_array_with_indices() {
    return create_indexed_array<N>(std::make_index_sequence<N>());
}

// 使用示例
static constexpr size_t ELEMENT_COUNT = 8;
constexpr auto mObjects = initialize_array_with_indices<ELEMENT_COUNT>();

这个方案是编译期完成初始化，效率拉满，修改ELEMENT_COUNT时不需要做任何额外调整，哪怕是1000这样的大数也能轻松处理。

兼容C++11的降级方案 #

如果你的环境不支持C++14，可以手动实现一个简单的整数序列生成器，核心逻辑和上面一致：

#include <array>

// 手动实现索引序列生成
template <size_t... Is>
struct index_sequence {};

template <size_t N, size_t... Is>
struct make_index_sequence : make_index_sequence<N-1, N-1, Is...> {};

template <size_t... Is>
struct make_index_sequence<0, Is...> : index_sequence<Is...> {};

struct MyObject {
    size_t mMyIndex;
    MyObject(size_t myIndex) : mMyIndex(myIndex) {}
};

template <size_t N, size_t... Is>
constexpr std::array<MyObject, N> create_indexed_array(index_sequence<Is...>) {
    return {{MyObject(Is)...}};
}

template <size_t N>
constexpr std::array<MyObject, N> initialize_array_with_indices() {
    return create_indexed_array<N>(make_index_sequence<N>());
}

// 使用示例
static constexpr size_t ELEMENT_COUNT = 1000;
constexpr auto mObjects = initialize_array_with_indices<ELEMENT_COUNT>();

关于原生数组 vs std::array #

原生数组在C++17之前无法直接作为函数返回值，语法限制较多；std::array兼具原生数组的性能和标准容器的便利性（支持迭代器、拷贝、编译期操作等），是更推荐的选择。

标准库是否有现成函数？ #

标准库中没有直接提供initialize_array_with_indices<N>()这类封装好的函数，但基于std::index_sequence的实现非常轻量，完全符合C++标准规范。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者tenfour