不修改Runner模板类前提下，能否遍历模板类列表？

首先明确你的场景：现有不可修改的Runner模板类，需要遍历一组模板类（A、B、C），逐个调用runner.dosomething<X>()。

你的现有代码 #

Runner类定义

template<typename T>
struct Runner  {
    template<template<typename> typename U>
    auto dosomething() {
        U<T> u; // 用模板参数T实例化传入的模板类U
    }
};

手动调用示例

template<typename T> struct A {};
template<typename T> struct B {};
template<typename T> struct C {};

int main()
{
    Runner<int> runner;
    runner.dosomething<A>();
    runner.dosomething<B>();
    runner.dosomething<C>();
}

需求与遇到的问题 #

你希望将A、B、C封装成模板类列表，通过遍历实现批量调用，伪代码如下：

// 伪代码（C++中无法直接运行）
using typelist = magictypelist<A,B,C>;
typelist::iterate ([&] <typename X> { 
    runner.dosomething<X>();
});

尝试过用std::tuple存储实例化后的类型，但无法从A<T>这类具体类型中还原出原始模板类A，因此无法匹配dosomething所需的模板类参数。

解决方案：自定义模板类列表容器+编译期遍历 #

我们可以通过模板元编程定义专门存储模板类的容器，再配合编译期遍历实现需求，完全不需要修改Runner类。

1. 定义模板类列表容器

这个容器直接存储模板类模板，而非具体类型：

// 模板类列表容器，接受任意数量的单参数模板类
template<template<typename> typename... Ts>
struct TemplateList {};

用TemplateList<A, B, C>即可表示你的模板类列表。

2. 实现遍历调用逻辑

根据C++版本选择不同实现方式：

方式一：C++17及以上（折叠表达式，简洁高效）

// 通用遍历函数，支持任意类型的Runner实例
template<typename RunnerInstance, template<typename> typename... Ts>
void iterate_template_list(RunnerInstance& runner, TemplateList<Ts...>) {
    // 折叠表达式展开，逐个调用dosomething
    (runner.template dosomething<Ts>(), ...);
}

注意：runner.template dosomething<Ts>()中的template关键字是必须的——因为RunnerInstance是模板参数，编译器无法自动推断dosomething是模板函数，需要显式指明。

方式二：C11/C14兼容（递归模板特化）

// 递归终止条件：空列表
template<typename RunnerInstance>
void iterate_template_list(RunnerInstance&, TemplateList<>) {}

// 递归展开：处理第一个模板类，再递归处理剩余列表
template<typename RunnerInstance, template<typename> typename First, template<typename> typename... Rest>
void iterate_template_list(RunnerInstance& runner, TemplateList<First, Rest...>) {
    runner.template dosomething<First>();
    iterate_template_list(runner, TemplateList<Rest...>());
}

3. 使用示例

int main() {
    Runner<int> runner;
    // 定义你的模板类列表
    using MyTemplateList = TemplateList<A, B, C>;
    // 遍历调用
    iterate_template_list(runner, MyTemplateList{});
    
    // 也支持其他类型的Runner
    Runner<double> d_runner;
    iterate_template_list(d_runner, MyTemplateList{});
}

运行这段代码后，会自动依次调用runner.dosomething<A>()、runner.dosomething<B>()、runner.dosomething<C>()，完全符合你的需求。

原理说明 #

TemplateList直接存储模板类模板（比如A），而dosomething需要的参数正好是template<typename> typename U类型的模板类，因此可以直接传递。相比用std::tuple存储具体类型的方案，这种方式不需要从实例化后的类型中反向提取模板类，逻辑更直接，也完全适配Runner的API。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者abcdefg