สวย - พิมพ์ std :: tuple

Question 1

นี่เป็นคำถามที่ตามมาจากคำถามก่อนหน้าของฉันเกี่ยวกับคอนเทนเนอร์ STL ที่มีการพิมพ์สวยซึ่งเราได้จัดการเพื่อพัฒนาโซลูชันที่หรูหราและใช้งานทั่วไป

ในขั้นตอนต่อไปนี้ฉันต้องการรวมการพิมพ์ที่สวยงามสำหรับการstd::tuple<Args...>ใช้เทมเพลตตัวแปร (ดังนั้นนี่คือ C ++ 11 อย่างเคร่งครัด) สำหรับstd::pair<S,T>ฉันพูดง่ายๆ

std::ostream & operator<<(std::ostream & o, const std::pair<S,T> & p)
{
  return o << "(" << p.first << ", " << p.second << ")";
}

โครงสร้างที่คล้ายคลึงกันสำหรับการพิมพ์ทูเพิลคืออะไร?

ฉันได้ลองใช้การแยกสแต็กอาร์กิวเมนต์เทมเพลตหลายบิตส่งดัชนีไปรอบ ๆ และใช้ SFINAE เพื่อค้นหาว่าฉันอยู่ที่องค์ประกอบสุดท้าย แต่ไม่ประสบความสำเร็จ ฉันไม่เป็นภาระให้คุณด้วยรหัสที่เสียของฉัน หวังว่าคำอธิบายปัญหาจะตรงไปตรงมาเพียงพอ โดยพื้นฐานแล้วฉันต้องการพฤติกรรมต่อไปนี้:

auto a = std::make_tuple(5, "Hello", -0.1);
std::cout << a << std::endl; // prints: (5, "Hello", -0.1)

คะแนนโบนัสสำหรับการรวมระดับเดียวกัน (char / wchar_t ตัวคั่นคู่) เป็นคำถามก่อนหน้า!

Question 2

เย้ดัชนี ~

namespace aux{
template<std::size_t...> struct seq{};

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

template<std::size_t... Is>
struct gen_seq<0, Is...> : seq<Is...>{};

template<class Ch, class Tr, class Tuple, std::size_t... Is>
void print_tuple(std::basic_ostream<Ch,Tr>& os, Tuple const& t, seq<Is...>){
  using swallow = int[];
  (void)swallow{0, (void(os << (Is == 0? "" : ", ") << std::get<Is>(t)), 0)...};
}
} // aux::

template<class Ch, class Tr, class... Args>
auto operator<<(std::basic_ostream<Ch, Tr>& os, std::tuple<Args...> const& t)
    -> std::basic_ostream<Ch, Tr>&
{
  os << "(";
  aux::print_tuple(os, t, aux::gen_seq<sizeof...(Args)>());
  return os << ")";
}

ตัวอย่างสดบน Ideone

สำหรับสิ่งที่เป็นตัวคั่นเพียงเพิ่มความเชี่ยวชาญบางส่วนเหล่านี้:

// Delimiters for tuple
template<class... Args>
struct delimiters<std::tuple<Args...>, char> {
  static const delimiters_values<char> values;
};

template<class... Args>
const delimiters_values<char> delimiters<std::tuple<Args...>, char>::values = { "(", ", ", ")" };

template<class... Args>
struct delimiters<std::tuple<Args...>, wchar_t> {
  static const delimiters_values<wchar_t> values;
};

template<class... Args>
const delimiters_values<wchar_t> delimiters<std::tuple<Args...>, wchar_t>::values = { L"(", L", ", L")" };

และเปลี่ยนoperator<<และprint_tupleตาม:

template<class Ch, class Tr, class... Args>
auto operator<<(std::basic_ostream<Ch, Tr>& os, std::tuple<Args...> const& t)
    -> std::basic_ostream<Ch, Tr>&
{
  typedef std::tuple<Args...> tuple_t;
  if(delimiters<tuple_t, Ch>::values.prefix != 0)
    os << delimiters<tuple_t,char>::values.prefix;

  print_tuple(os, t, aux::gen_seq<sizeof...(Args)>());

  if(delimiters<tuple_t, Ch>::values.postfix != 0)
    os << delimiters<tuple_t,char>::values.postfix;

  return os;
}

และ

template<class Ch, class Tr, class Tuple, std::size_t... Is>
void print_tuple(std::basic_ostream<Ch, Tr>& os, Tuple const& t, seq<Is...>){
  using swallow = int[];
  char const* delim = delimiters<Tuple, Ch>::values.delimiter;
  if(!delim) delim = "";
  (void)swallow{0, (void(os << (Is == 0? "" : delim) << std::get<Is>(t)), 0)...};
}

Question 3

ใน C ++ 17 เราสามารถทำสิ่งนี้ให้สำเร็จได้ด้วยโค้ดที่น้อยลงเล็กน้อยโดยใช้ประโยชน์จากนิพจน์ Foldโดยเฉพาะการพับซ้ายแบบยูนารี:

template<class TupType, size_t... I>
void print(const TupType& _tup, std::index_sequence<I...>)
{
    std::cout << "(";
    (..., (std::cout << (I == 0? "" : ", ") << std::get<I>(_tup)));
    std::cout << ")\n";
}

template<class... T>
void print (const std::tuple<T...>& _tup)
{
    print(_tup, std::make_index_sequence<sizeof...(T)>());
}

เอาต์พุตการสาธิตสด :

(5 สวัสดี -0.1)

ให้

auto a = std::make_tuple(5, "Hello", -0.1);
print(a);

คำอธิบาย

พับด้านซ้ายยูนารีของเราอยู่ในรูปแบบ

... op pack

โดยที่opในสถานการณ์ของเราคือตัวดำเนินการลูกน้ำและpackเป็นนิพจน์ที่มีทูเพิลของเราในบริบทที่ไม่ได้ขยายเช่น:

(..., (std::cout << std::get<I>(myTuple))

ดังนั้นถ้าฉันมีทูเพิลแบบนี้:

auto myTuple = std::make_tuple(5, "Hello", -0.1);

และstd::integer_sequenceค่าที่ระบุโดยเทมเพลตที่ไม่ใช่ประเภท (ดูโค้ดด้านบน)

size_t... I

จากนั้นจึงแสดงออก

(..., (std::cout << std::get<I>(myTuple))

ขยายเป็นไฟล์

((std::cout << std::get<0>(myTuple)), (std::cout << std::get<1>(myTuple))), (std::cout << std::get<2>(myTuple));

ซึ่งจะพิมพ์

5 สวัสดี -0.1

ซึ่งเป็นขั้นต้นดังนั้นเราจึงต้องใช้กลอุบายเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มตัวคั่นลูกน้ำที่จะพิมพ์ก่อนเว้นแต่จะเป็นองค์ประกอบแรก

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนั้นเราแก้ไขpackส่วนของนิพจน์การพับเพื่อพิมพ์" ,"หากดัชนีปัจจุบันIไม่ใช่ดัชนีแรกดังนั้น(I == 0? "" : ", ")ส่วน^* :

(..., (std::cout << (I == 0? "" : ", ") << std::get<I>(_tup)));

และตอนนี้เราจะได้รับ

5 สวัสดี -0.1

ซึ่งดูดีกว่า (หมายเหตุ: ฉันต้องการผลลัพธ์ที่คล้ายกันเป็นคำตอบนี้ )

^{* หมายเหตุ: คุณสามารถแยกลูกน้ำได้หลายวิธีกว่าที่ฉันลงท้ายด้วย ผมเริ่มเพิ่มเครื่องหมายจุลภาคเงื่อนไขหลังจากแทนก่อนโดยการทดสอบกับstd::tuple_size<TupType>::value - 1แต่นั่นก็นานเกินไปดังนั้นผมทดสอบแทนที่จะต่อต้านsizeof...(I) - 1แต่ในท้ายที่สุดผมคัดลอกXeoและเราจบลงด้วยสิ่งที่ฉันเป็น}

Question 4

ฉันทำงานได้ดีใน C ++ 11 (gcc 4.7) มีฉันแน่ใจว่ามีข้อผิดพลาดบางอย่างที่ฉันไม่ได้พิจารณา แต่ฉันคิดว่าโค้ดนั้นอ่านง่ายและไม่ซับซ้อน สิ่งเดียวที่อาจแปลกคือโครงสร้าง tuple_printer "ยาม" ที่ทำให้แน่ใจว่าเราจะยุติเมื่อถึงองค์ประกอบสุดท้าย สิ่งที่แปลกอื่น ๆ อาจเป็น sizeof ... (ประเภท) ที่ส่งคืนจำนวนประเภทในแพ็คประเภทประเภท ใช้เพื่อกำหนดดัชนีขององค์ประกอบสุดท้าย (ขนาด ... (ประเภท) - 1)

template<typename Type, unsigned N, unsigned Last>
struct tuple_printer {

    static void print(std::ostream& out, const Type& value) {
        out << std::get<N>(value) << ", ";
        tuple_printer<Type, N + 1, Last>::print(out, value);
    }
};

template<typename Type, unsigned N>
struct tuple_printer<Type, N, N> {

    static void print(std::ostream& out, const Type& value) {
        out << std::get<N>(value);
    }

};

template<typename... Types>
std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const std::tuple<Types...>& value) {
    out << "(";
    tuple_printer<std::tuple<Types...>, 0, sizeof...(Types) - 1>::print(out, value);
    out << ")";
    return out;
}

Question 5

ฉันแปลกใจที่การติดตั้งcppreferenceยังไม่ได้โพสต์ที่นี่ดังนั้นฉันจะทำเพื่อลูกหลาน มันซ่อนอยู่ในเอกสารstd::tuple_catเพื่อให้ค้นหาได้ไม่ยาก มันใช้โครงสร้างการป้องกันเช่นเดียวกับโซลูชันอื่น ๆ ที่นี่ แต่ฉันคิดว่าในที่สุดพวกเขาก็ง่ายกว่าและง่ายต่อการปฏิบัติตาม

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

// helper function to print a tuple of any size
template<class Tuple, std::size_t N>
struct TuplePrinter {
    static void print(const Tuple& t) 
    {
        TuplePrinter<Tuple, N-1>::print(t);
        std::cout << ", " << std::get<N-1>(t);
    }
};

template<class Tuple>
struct TuplePrinter<Tuple, 1> {
    static void print(const Tuple& t) 
    {
        std::cout << std::get<0>(t);
    }
};

template<class... Args>
void print(const std::tuple<Args...>& t) 
{
    std::cout << "(";
    TuplePrinter<decltype(t), sizeof...(Args)>::print(t);
    std::cout << ")\n";
}
// end helper function

และการทดสอบ:

int main()
{
    std::tuple<int, std::string, float> t1(10, "Test", 3.14);
    int n = 7;
    auto t2 = std::tuple_cat(t1, std::make_pair("Foo", "bar"), t1, std::tie(n));
    n = 10;
    print(t2);
}

เอาท์พุต:

(10, ทดสอบ, 3.14, Foo, บาร์, 10, ทดสอบ, 3.14, 10)

การสาธิตสด

Question 6

ตามรหัส AndyG สำหรับ C ++ 17

#include <iostream>
#include <tuple>

template<class TupType, size_t... I>
std::ostream& tuple_print(std::ostream& os,
                          const TupType& _tup, std::index_sequence<I...>)
{
    os << "(";
    (..., (os << (I == 0 ? "" : ", ") << std::get<I>(_tup)));
    os << ")";
    return os;
}

template<class... T>
std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const std::tuple<T...>& _tup)
{
    return tuple_print(os, _tup, std::make_index_sequence<sizeof...(T)>());
}

int main()
{
    std::cout << "deep tuple: " << std::make_tuple("Hello",
                  0.1, std::make_tuple(1,2,3,"four",5.5), 'Z')
              << std::endl;
    return 0;
}

พร้อมเอาต์พุต:

deep tuple: (Hello, 0.1, (1, 2, 3, four, 5.5), Z)

Question 7

จากตัวอย่างภาษาการเขียนโปรแกรม C ++ โดย Bjarne Stroustrup หน้า 817 :

#include <tuple>
#include <iostream>
#include <string>
#include <type_traits>
template<size_t N>
struct print_tuple{
    template<typename... T>static typename std::enable_if<(N<sizeof...(T))>::type
    print(std::ostream& os, const std::tuple<T...>& t) {
        char quote = (std::is_convertible<decltype(std::get<N>(t)), std::string>::value) ? '"' : 0;
        os << ", " << quote << std::get<N>(t) << quote;
        print_tuple<N+1>::print(os,t);
        }
    template<typename... T>static typename std::enable_if<!(N<sizeof...(T))>::type
    print(std::ostream&, const std::tuple<T...>&) {
        }
    };
std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const std::tuple<>&) {
    return os << "()";
    }
template<typename T0, typename ...T> std::ostream&
operator<<(std::ostream& os, const std::tuple<T0, T...>& t){
    char quote = (std::is_convertible<T0, std::string>::value) ? '"' : 0;
    os << '(' << quote << std::get<0>(t) << quote;
    print_tuple<1>::print(os,t);
    return os << ')';
    }

int main(){
    std::tuple<> a;
    auto b = std::make_tuple("One meatball");
    std::tuple<int,double,std::string> c(1,1.2,"Tail!");
    std::cout << a << std::endl;
    std::cout << b << std::endl;
    std::cout << c << std::endl;
    }

เอาท์พุต:

()
("One meatball")
(1, 1.2, "Tail!")

Question 8

การใช้ประโยชน์จากstd::apply(C ++ 17) เราสามารถวางstd::index_sequenceและกำหนดฟังก์ชันเดียว:

#include <tuple>
#include <iostream>

template<class Ch, class Tr, class... Args>
auto& operator<<(std::basic_ostream<Ch, Tr>& os, std::tuple<Args...> const& t) {
  std::apply([&os](auto&&... args) {((os << args << " "), ...);}, t);
  return os;
}

หรือประดับประดาเล็กน้อยด้วยความช่วยเหลือของสตรีมสตริง:

#include <tuple>
#include <iostream>
#include <sstream>

template<class Ch, class Tr, class... Args>
auto& operator<<(std::basic_ostream<Ch, Tr>& os, std::tuple<Args...> const& t) {
  std::basic_stringstream<Ch, Tr> ss;
  ss << "[ ";
  std::apply([&ss](auto&&... args) {((ss << args << ", "), ...);}, t);
  ss.seekp(-2, ss.cur);
  ss << " ]";
  return os << ss.str();
}

Question 9

อีกอันหนึ่งคล้ายกับ @Tony Olsson รวมถึงความเชี่ยวชาญสำหรับทูเปิลที่ว่างเปล่าตามที่แนะนำโดย @Kerrek SB

#include <tuple>
#include <iostream>

template<class Ch, class Tr, size_t I, typename... TS>
struct tuple_printer
{
    static void print(std::basic_ostream<Ch,Tr> & out, const std::tuple<TS...> & t)
    {
        tuple_printer<Ch, Tr, I-1, TS...>::print(out, t);
        if (I < sizeof...(TS))
            out << ",";
        out << std::get<I>(t);
    }
};
template<class Ch, class Tr, typename... TS>
struct tuple_printer<Ch, Tr, 0, TS...>
{
    static void print(std::basic_ostream<Ch,Tr> & out, const std::tuple<TS...> & t)
    {
        out << std::get<0>(t);
    }
};
template<class Ch, class Tr, typename... TS>
struct tuple_printer<Ch, Tr, -1, TS...>
{
    static void print(std::basic_ostream<Ch,Tr> & out, const std::tuple<TS...> & t)
    {}
};
template<class Ch, class Tr, typename... TS>
std::ostream & operator<<(std::basic_ostream<Ch,Tr> & out, const std::tuple<TS...> & t)
{
    out << "(";
    tuple_printer<Ch, Tr, sizeof...(TS) - 1, TS...>::print(out, t);
    return out << ")";
}

Question 10

ฉันชอบคำตอบของ DarioP แต่ stringstream ใช้ heap สิ่งนี้สามารถหลีกเลี่ยงได้:

template <class... Args>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, std::tuple<Args...> const& t) {
  os << "(";
  bool first = true;
  std::apply([&os, &first](auto&&... args) {
    auto print = [&] (auto&& val) {
      if (!first)
        os << ",";
      (os << " " << val);
      first = false;
    };
    (print(args), ...);
  }, t);
  os << " )";
  return os;
}

Question 11

สิ่งหนึ่งที่ฉันไม่ชอบเกี่ยวกับคำตอบก่อนหน้านี้ที่ใช้นิพจน์การพับก็คือพวกเขาใช้ลำดับดัชนีหรือแฟล็กเพื่อติดตามองค์ประกอบแรกซึ่งทำให้ประโยชน์ส่วนใหญ่ของนิพจน์พับสะอาดดีออกไป

นี่คือตัวอย่างที่ไม่จำเป็นต้องมีการจัดทำดัชนี แต่ได้ผลลัพธ์ที่คล้ายกัน (ไม่ซับซ้อนเท่าบางส่วน แต่สามารถเพิ่มได้มากกว่านี้)

เทคนิคคือการใช้สิ่งที่พับให้อยู่แล้ว: กรณีพิเศษสำหรับองค์ประกอบเดียว กล่าวคือการพับองค์ประกอบหนึ่งเพียงแค่ขยายเป็นelem[0]2 องค์ประกอบคือelem[0] + elem[1]+การดำเนินการบางอย่างอยู่ที่ไหน สิ่งที่เราต้องการคือให้องค์ประกอบหนึ่งเขียนเฉพาะองค์ประกอบนั้นในสตรีมและสำหรับองค์ประกอบอื่น ๆ ให้ทำเช่นเดียวกัน แต่รวมแต่ละองค์ประกอบด้วยการเขียน "," เพิ่มเติม ดังนั้นการจับคู่สิ่งนี้กับการพับ c ++ เราต้องการให้แต่ละองค์ประกอบเป็นตัวดำเนินการเขียนวัตถุบางอย่างไปยังสตรีม เราต้องการให้+การดำเนินการของเราสลับการเขียนสองรายการด้วยการเขียน "," ดังนั้นก่อนอื่นให้เปลี่ยนลำดับทูเพิลของเราให้เป็นลำดับของการดำเนินการเขียนCommaJoinerฉันเรียกมันว่าจากนั้นสำหรับการดำเนินการนั้นให้เพิ่มการoperator+เข้าร่วมสองการกระทำในแบบที่เราต้องการโดยเพิ่ม "," ระหว่าง:

#include <tuple>
#include <iostream>

template <typename T>
struct CommaJoiner
{
    T thunk;
    explicit CommaJoiner(const T& t) : thunk(t) {}

    template <typename S>
    auto operator+(CommaJoiner<S> const& b) const
    {
        auto joinedThunk = [a=this->thunk, b=b.thunk] (std::ostream& os) {
            a(os);
            os << ", ";
            b(os);
        };
        return CommaJoiner<decltype(joinedThunk)>{joinedThunk};
    }

    void operator()(std::ostream& os) const
    {
        thunk(os);
    }

};

template <typename ...Ts>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, std::tuple<Ts...> tup)
{
    std::apply([&](auto ...ts) {
        return (... + CommaJoiner{[=](auto&os) {os << ts;}});}, tup)(os);

    return os;
}

int main() {
    auto tup = std::make_tuple(1, 2.0, "Hello");
    std::cout << tup << std::endl;
}

ภาพคร่าวๆที่ godbolt แสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้รวบรวมได้ค่อนข้างดีเช่นกันเสียงเรียกร้องทั้งหมดถูกแบน

สิ่งนี้จะต้องมีการโอเวอร์โหลดครั้งที่สองเพื่อจัดการกับทูเปิลที่ว่างเปล่า

Question 12

นี่คือรหัสบางส่วนที่ฉันเพิ่งสร้างขึ้นเพื่อพิมพ์ทูเปิล

#include <iostream>
#include <tuple>

using namespace std;

template<typename... Ts>
ostream& operator<<(ostream& output, const tuple<Ts...> t) {
    output << '(';
    apply([&](auto&&... args) {
        ((cout << args << ", "), ...);
    }, t);
    output << "\b\b";
    output << ')';
    return output;
}

ใช้กรณีตัวอย่างของคุณ:

auto a = std::make_tuple(5, "Hello", -0.1); 
cout << a << '\n'; // (5, Hello, -0.1)