"Desempaquetar" una tupla para llamar a un puntero de función coincidente

Estoy tratando de almacenar un std::tuplenúmero variable de valores, que luego se utilizarán como argumentos para una llamada a un puntero de función que coincida con los tipos almacenados.

He creado un ejemplo simplificado que muestra el problema que estoy luchando por resolver:

#include <iostream>
#include <tuple>

void f(int a, double b, void* c) {
  std::cout << a << ":" << b << ":" << c << std::endl;
}

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later {
  std::tuple<Args...> params;
  void (*func)(Args...);

  void delayed_dispatch() {
     // How can I "unpack" params to call func?
     func(std::get<0>(params), std::get<1>(params), std::get<2>(params));
     // But I *really* don't want to write 20 versions of dispatch so I'd rather 
     // write something like:
     func(params...); // Not legal
  }
};

int main() {
  int a=666;
  double b = -1.234;
  void *c = NULL;

  save_it_for_later<int,double,void*> saved = {
                                 std::tuple<int,double,void*>(a,b,c), f};
  saved.delayed_dispatch();
}

Normalmente, para problemas relacionados std::tuplecon plantillas variadas, escribiría otra plantilla como template <typename Head, typename ...Tail>para evaluar recursivamente todos los tipos uno por uno, pero no puedo ver una manera de hacerlo para enviar una llamada a la función.

La verdadera motivación para esto es algo más compleja y, en general, es solo un ejercicio de aprendizaje. Puede suponer que me entregó la tupla por contrato desde otra interfaz, por lo que no se puede cambiar, pero que el deseo de descomprimirlo en una llamada de función es mío. Esto descarta usarlo std::bindcomo una forma barata de esquivar el problema subyacente.

¿Cuál es una manera limpia de despachar la llamada usando el std::tuple, o una mejor forma alternativa de lograr el mismo resultado neto de almacenar / reenviar algunos valores y un puntero de función hasta un punto futuro arbitrario?

Necesita construir un paquete de números de parámetros y descomprimirlos

template<int ...>
struct seq { };

template<int N, int ...S>
struct gens : gens<N-1, N-1, S...> { };

template<int ...S>
struct gens<0, S...> {
  typedef seq<S...> type;
};


// ...
  void delayed_dispatch() {
     callFunc(typename gens<sizeof...(Args)>::type());
  }

  template<int ...S>
  void callFunc(seq<S...>) {
     func(std::get<S>(params) ...);
  }
// ...

La solución C ++ 17 es simplemente usar std::apply:

auto f = [](int a, double b, std::string c) { std::cout<<a<<" "<<b<<" "<<c<< std::endl; };
auto params = std::make_tuple(1,2.0,"Hello");
std::apply(f, params);

Simplemente sentí que debería indicarse una vez en una respuesta en este hilo (después de que ya apareció en uno de los comentarios).

La solución básica de C ++ 14 todavía falta en este hilo. EDITAR: No, en realidad está ahí en la respuesta de Walter.

Esta función está dada:

void f(int a, double b, void* c)
{
      std::cout << a << ":" << b << ":" << c << std::endl;
}

Llámalo con el siguiente fragmento:

template<typename Function, typename Tuple, size_t ... I>
auto call(Function f, Tuple t, std::index_sequence<I ...>)
{
     return f(std::get<I>(t) ...);
}

template<typename Function, typename Tuple>
auto call(Function f, Tuple t)
{
    static constexpr auto size = std::tuple_size<Tuple>::value;
    return call(f, t, std::make_index_sequence<size>{});
}

Ejemplo:

int main()
{
    std::tuple<int, double, int*> t;
    //or std::array<int, 3> t;
    //or std::pair<int, double> t;
    call(f, t);    
}

MANIFESTACIÓN

Esta es una versión completa compilable de la solución de Johannes a la pregunta de awoodland, con la esperanza de que pueda ser útil para alguien. Esto se probó con una instantánea de g ++ 4.7 en Debian squeeze.

###################
johannes.cc
###################
#include <tuple>
#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

template<int ...> struct seq {};

template<int N, int ...S> struct gens : gens<N-1, N-1, S...> {};

template<int ...S> struct gens<0, S...>{ typedef seq<S...> type; };

double foo(int x, float y, double z)
{
  return x + y + z;
}

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later
{
  std::tuple<Args...> params;
  double (*func)(Args...);

  double delayed_dispatch()
  {
    return callFunc(typename gens<sizeof...(Args)>::type());
  }

  template<int ...S>
  double callFunc(seq<S...>)
  {
    return func(std::get<S>(params) ...);
  }
};

#pragma GCC diagnostic push
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wunused-parameter"
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wunused-variable"
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wunused-but-set-variable"
int main(void)
{
  gens<10> g;
  gens<10>::type s;
  std::tuple<int, float, double> t = std::make_tuple(1, 1.2, 5);
  save_it_for_later<int,float, double> saved = {t, foo};
  cout << saved.delayed_dispatch() << endl;
}
#pragma GCC diagnostic pop

Uno puede usar el siguiente archivo SConstruct

#####################
SConstruct
#####################
#!/usr/bin/python

env = Environment(CXX="g++-4.7", CXXFLAGS="-Wall -Werror -g -O3 -std=c++11")
env.Program(target="johannes", source=["johannes.cc"])

En mi máquina, esto da

g++-4.7 -o johannes.o -c -Wall -Werror -g -O3 -std=c++11 johannes.cc
g++-4.7 -o johannes johannes.o

Aquí hay una solución C ++ 14.

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later
{
  std::tuple<Args...> params;
  void (*func)(Args...);

  template<std::size_t ...I>
  void call_func(std::index_sequence<I...>)
  { func(std::get<I>(params)...); }
  void delayed_dispatch()
  { call_func(std::index_sequence_for<Args...>{}); }
};

Esto todavía necesita una función auxiliar ( call_func). Dado que este es un idioma común, quizás el estándar debería admitirlo directamente como std::callcon una posible implementación

// helper class
template<typename R, template<typename...> class Params, typename... Args, std::size_t... I>
R call_helper(std::function<R(Args...)> const&func, Params<Args...> const&params, std::index_sequence<I...>)
{ return func(std::get<I>(params)...); }

// "return func(params...)"
template<typename R, template<typename...> class Params, typename... Args>
R call(std::function<R(Args...)> const&func, Params<Args...> const&params)
{ return call_helper(func,params,std::index_sequence_for<Args...>{}); }

Entonces nuestro despacho retrasado se convierte en

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later
{
  std::tuple<Args...> params;
  std::function<void(Args...)> func;
  void delayed_dispatch()
  { std::call(func,params); }
};

Esto es un poco complicado de lograr (aunque es posible). Le aconsejo que use una biblioteca donde esto ya está implementado, a saber, Boost.Fusion (la función de invocación ). Como beneficio adicional, Boost Fusion también funciona con compiladores C ++ 03.

c ++ 14solución. Primero, algunos ejemplos de utilidad:

template<std::size_t...Is>
auto index_over(std::index_sequence<Is...>){
  return [](auto&&f)->decltype(auto){
    return decltype(f)(f)( std::integral_constant<std::size_t, Is>{}... );
  };
}
template<std::size_t N>
auto index_upto(std::integral_constant<std::size_t, N> ={}){
  return index_over( std::make_index_sequence<N>{} );
}

Estos le permiten llamar a una lambda con una serie de enteros en tiempo de compilación.

void delayed_dispatch() {
  auto indexer = index_upto<sizeof...(Args)>();
  indexer([&](auto...Is){
    func(std::get<Is>(params)...);
  });
}

y hemos terminado

index_uptoy le index_overpermite trabajar con paquetes de parámetros sin tener que generar nuevas sobrecargas externas.

Por supuesto, en c ++ 17 tu solo

void delayed_dispatch() {
  std::apply( func, params );
}

Ahora, si nos gusta eso, en c ++ 14 podemos escribir:

namespace notstd {
  template<class T>
  constexpr auto tuple_size_v = std::tuple_size<T>::value;
  template<class F, class Tuple>
  decltype(auto) apply( F&& f, Tuple&& tup ) {
    auto indexer = index_upto<
      tuple_size_v<std::remove_reference_t<Tuple>>
    >();
    return indexer(
      [&](auto...Is)->decltype(auto) {
        return std::forward<F>(f)(
          std::get<Is>(std::forward<Tuple>(tup))...
        );
      }
    );
  }
}

relativamente fácil y obtener el limpiador c ++ 17 sintaxis lista para enviar.

void delayed_dispatch() {
  notstd::apply( func, params );
}

simplemente reemplace notstdcon stdcuando su compilador se actualice y bob sea su tío.

Pensando en el problema un poco más en función de la respuesta dada, he encontrado otra forma de resolver el mismo problema:

template <int N, int M, typename D>
struct call_or_recurse;

template <typename ...Types>
struct dispatcher {
  template <typename F, typename ...Args>
  static void impl(F f, const std::tuple<Types...>& params, Args... args) {
     call_or_recurse<sizeof...(Args), sizeof...(Types), dispatcher<Types...> >::call(f, params, args...);
  }
};

template <int N, int M, typename D>
struct call_or_recurse {
  // recurse again
  template <typename F, typename T, typename ...Args>
  static void call(F f, const T& t, Args... args) {
     D::template impl(f, t, std::get<M-(N+1)>(t), args...);
  }
};

template <int N, typename D>
struct call_or_recurse<N,N,D> {
  // do the call
  template <typename F, typename T, typename ...Args>
  static void call(F f, const T&, Args... args) {
     f(args...);
  }
};

Lo que requiere cambiar la implementación de delayed_dispatch()a:

  void delayed_dispatch() {
     dispatcher<Args...>::impl(func, params);
  }

Esto funciona mediante la conversión recursiva std::tupleen un paquete de parámetros por derecho propio. call_or_recursees necesario como especialización para terminar la recursión con la llamada real, que simplemente desempaqueta el paquete de parámetros completado.

No estoy seguro de que sea una solución "mejor", pero es otra forma de pensar y resolverlo.

Como otra solución alternativa que puede usar enable_if, para formar algo posiblemente más simple que mi solución anterior:

#include <iostream>
#include <functional>
#include <tuple>

void f(int a, double b, void* c) {
  std::cout << a << ":" << b << ":" << c << std::endl;
}

template <typename ...Args>
struct save_it_for_later {
  std::tuple<Args...> params;
  void (*func)(Args...);

  template <typename ...Actual>
  typename std::enable_if<sizeof...(Actual) != sizeof...(Args)>::type
  delayed_dispatch(Actual&& ...a) {
    delayed_dispatch(std::forward<Actual>(a)..., std::get<sizeof...(Actual)>(params));
  }

  void delayed_dispatch(Args ...args) {
    func(args...);
  }
};

int main() {
  int a=666;
  double b = -1.234;
  void *c = NULL;

  save_it_for_later<int,double,void*> saved = {
                                 std::tuple<int,double,void*>(a,b,c), f};
  saved.delayed_dispatch();
}

La primera sobrecarga solo toma un argumento más de la tupla y la coloca en un paquete de parámetros. La segunda sobrecarga toma un paquete de parámetros coincidentes y luego realiza la llamada real, con la primera sobrecarga deshabilitada en el único caso en el que la segunda sería viable.

Mi variación de la solución de Johannes usando C ++ 14 std :: index_sequence (y el tipo de retorno de función como parámetro de plantilla RetT):

template <typename RetT, typename ...Args>
struct save_it_for_later
{
    RetT (*func)(Args...);
    std::tuple<Args...> params;

    save_it_for_later(RetT (*f)(Args...), std::tuple<Args...> par) : func { f }, params { par } {}

    RetT delayed_dispatch()
    {
        return callFunc(std::index_sequence_for<Args...>{});
    }

    template<std::size_t... Is>
    RetT callFunc(std::index_sequence<Is...>)
    {
        return func(std::get<Is>(params) ...);
    }
};

double foo(int x, float y, double z)
{
  return x + y + z;
}

int testTuple(void)
{
  std::tuple<int, float, double> t = std::make_tuple(1, 1.2, 5);
  save_it_for_later<double, int, float, double> saved (&foo, t);
  cout << saved.delayed_dispatch() << endl;
  return 0;
}