C++ std::tuple完美转发失效：左值tuple调用索引查找函数编译失败

问题根因 #

问题出在你对通用引用（转发引用）推导规则的处理不到位：

• 当你把左值t传入tupleIndexOf的Tuple&&参数时，根据C++引用折叠规则，模板参数Tuple会被推导为左值引用类型TP&，而不是纯tuple类型TP。
• 你后续直接把带引用的Tuple类型传给了std::tuple_size、std::tuple_element这两个元工具，这两个工具都不支持接收带引用修饰的tuple类型，直接触发编译错误。
• 额外还有一处类型匹配问题：你显式指定了equal<Tuple,I,V>的模板参数，此时如果传入的V是左值（比如main里的str），V会被推导为std::string&，和std::tuple_element返回的元素类型std::string不相等，会导致enable_if匹配失败。

修复代码 #

你只需要对所有参与元计算的类型提前去掉引用修饰即可，修改后完整可运行代码如下：

#include <type_traits>
#include <iostream>
#include <tuple>
#include <string>

template<int ...INDEX>
struct Sequence
{
};
template<int N, int ...MORE>
struct MkSequence
{
  using type = typename MkSequence<N-1, N-1, MORE...>::type;
};

template<int ... LEFT>
struct MkSequence<0, LEFT...>
{
  using type = Sequence<LEFT...>;
};

// 修改equal的enable_if判断，给Tuple、V都去掉引用
template<typename Tuple, int I, typename V>
bool equal(Tuple &&t, V&& v, typename std::enable_if<std::is_same<
    typename std::tuple_element<I, typename std::remove_reference_t<Tuple>>::type,
    typename std::remove_reference_t<V>
>::value >::type* = nullptr)
{
  return std::get<I>(std::forward<Tuple>(t)) == std::forward<V>(v);
};

template<typename Tuple, int I, typename V>
bool equal(Tuple &&t, V&& v,  typename std::enable_if<!std::is_same<
    typename std::tuple_element<I, typename std::remove_reference_t<Tuple>>::type,
    typename std::remove_reference_t<V>
>::value>::type* = nullptr)
{
  return false;
}

template<typename Tuple, typename V, int ...I>
int tupleIndexOfWithSeq(Tuple &&t, V&& v, Sequence<I...>)
{
  // equal只显式传索引I，剩下的模板参数让编译器自动推导，避免类型匹配问题
  bool list[] = {(equal<I>(std::forward<Tuple>(t),std::forward<V>(v)))...};
  int i = 0;
  for(auto val: list)
  {
    if(val) return i;
    i++;
  }
  return -1;
};

template<typename Tuple, typename V>
int tupleIndexOf(Tuple &&t, V&& v)
{
  // 给Tuple去掉引用后再传给std::tuple_size
  using DecayedTuple = std::remove_reference_t<Tuple>;
  return tupleIndexOfWithSeq(std::forward<Tuple>(t), std::forward<V>(v), typename MkSequence<std::tuple_size<DecayedTuple>::value>::type{});
};
int main()
{
  using TP = std::tuple<int, std::string>;
  TP t(1, "hello");
  std::string str="hello";
  std::cout<<tupleIndexOf(TP(1, "hello"), str)<<std::endl;
  // 现在可以正常编译运行
  std::cout<<tupleIndexOf(t, str)<<std::endl;
  return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者qinghan dai