C でテンプレート メタプログラミングを使用してタプル要素を反復処理し、それぞれに特定の関数を適用するにはどうすればよいでしょうか?

関数を使用してタプル要素を反復処理する

C では、タプルの各要素の操作を伴うコードに遭遇することがよくあります。次のスニペットは、このプロセスをカスタマイズするシナリオを示しています:

<code class="cpp">template&lt;typename... Ts&gt;
struct TupleOfVectors {
  std::tuple&lt;std::vector&lt;Ts&gt;...&gt; tuple;

  void do_something_to_each_vec() {
    // Question: I want to do this:
    // "for each (N)": do_something_to_vec&lt;N&gt;()
    // How?
  }

  template&lt;size_t N&gt;
  void do_something_to_vec() {
    auto &amp;vec = std::get&lt;N&gt;(tuple);
    // do something to vec
  }
};</code>

目的は、タプルの要素を反復処理し、それぞれに特定の関数を適用することです。このパターンは、可変長ベクトルを使用したデータ構造を処理するときによく発生します。

テンプレート メタプログラミングの採用

この機能を実現するには、テンプレート メタプログラミング、特に ' 「for_each」パターン。このアプローチは、タプル要素のインデックスとして機能するコンパイル時の整数シーケンスの生成に依存しています。

<code class="cpp">namespace detail
{
    template&lt;int... Is&gt;
    struct seq { };

    template&lt;int N, int... Is&gt;
    struct gen_seq : gen_seq&lt;N - 1, N - 1, Is...&gt; { };

    template&lt;int... Is&gt;
    struct gen_seq&lt;0, Is...&gt; : seq&lt;Is...&gt; { };
}</code>

ファンクター パターンの適用

次に、関数テンプレートを紹介します。タプル要素を反復処理します:

<code class="cpp">#include &lt;tuple&gt;

namespace detail
{
    template&lt;typename T, typename F, int... Is&gt;
    void for_each(T&amp; t, F f, seq&lt;Is...&gt;)
    {
        auto l = { (f(std::get&lt;Is&gt;(t)), 0)... };
    }
}

template&lt;typename... Ts, typename F&gt;
void for_each_in_tuple(std::tuple&lt;Ts...&gt; const&amp; t, F f)
{
    detail::for_each(t, f, detail::gen_seq&lt;sizeof...(Ts)&gt;());
}</code>

ベクトルのタプルのカスタマイズ

最後に、この 'for_each_in_tuple' メカニズムを 'TupleOfVectors' 構造体に統合します。

<code class="cpp">template&lt;typename... Ts&gt;
struct TupleOfVectors
{
    std::tuple&lt;std::vector&lt;Ts&gt;...&gt; t;

    void do_something_to_each_vec()
    {
        for_each_in_tuple(t, tuple_vector_functor());
    }

    struct tuple_vector_functor
    {
        template&lt;typename T&gt;
        void operator()(T const &amp;v)
        {
            // Perform custom action on the vector
        }
    };
};</code>

このソリューションは、タプルの各要素を操作するための効率的かつ柔軟な方法を提供し、C での複雑なデータ処理タスクのための強力なツールとなります。

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