如何将tuple元素拆包作为参数与之匹配的静态函数的入参

实现方案 #

以下是不同C++标准下的实现方式，所有实现均在编译期完成参数匹配，无运行时额外开销，且会自动校验tuple元素和函数入参的类型、数量是否匹配。

C++17及以上版本 #

直接使用标准库内置的std::apply即可，该工具就是专门为tuple拆包调用普通函数设计的：

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

// 普通静态参数函数，非可变参数模板
void print(int a, double b, const std::string& c) {
    std::cout << a << " | " << b << " | " << c << std::endl;
}

int main() {
    std::tuple<int, double, std::string> param_tuple = {10, 2.718, "test string"};
    // 直接拆包tuple传入函数
    std::apply(print, param_tuple);
    return 0;
}

C++11/14版本 #

标准库未内置std::apply，需要自己基于编译期索引序列实现展开逻辑：

#include <tuple>
#include <iostream>
#include <string>
#include <utility>

// 目标静态参数函数
void print(int a, double b, const std::string& c) {
    std::cout << a << " | " << b << " | " << c << std::endl;
}

// C++11 自定义编译期索引序列（C++14可直接用std::index_sequence，省略这部分定义）
template <size_t... Indices>
struct index_sequence {};

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

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

// 内部展开逻辑
template <typename Func, typename Tuple, size_t... Indices>
auto apply_impl(Func&& func, Tuple&& t, index_sequence<Indices...>) 
-> decltype(func(std::get<Indices>(std::forward<Tuple>(t))...))
{
    return func(std::get<Indices>(std::forward<Tuple>(t))...);
}

// 对外调用接口
template <typename Func, typename Tuple>
auto apply(Func&& func, Tuple&& t) 
-> decltype(apply_impl(std::forward<Func>(func), std::forward<Tuple>(t), make_index_sequence<std::tuple_size<typename std::decay<Tuple>::type>::value>()))
{
    constexpr size_t tuple_size = std::tuple_size<typename std::decay<Tuple>::type>::value;
    return apply_impl(std::forward<Func>(func), std::forward<Tuple>(t), make_index_sequence<tuple_size>());
}

int main() {
    std::tuple<int, double, std::string> param_tuple = {10, 2.718, "test string"};
    apply(print, param_tuple);
    return 0;
}

扩展说明 #

• 该实现支持完美转发，临时tuple的元素会直接移动到函数入参，不会产生额外拷贝
• 除普通函数外，也支持lambda、仿函数、类成员函数（调用成员函数时需要把类实例作为tuple的第一个元素传入即可）
• 如果tuple元素和函数入参不匹配，会直接触发编译错误，不会留到运行时报错

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bonita Montero