在模板元编程中使用列表类型

Question

我有一个编码方案，其中使用以下规则转换数字0-9：

0-3 1-7 2-2 3-4 4-1 5-8 6-9 7-0 8-5 9-6

因此，我可以使用以下数组进行正向查找

int forward[] = { 3,7,2,4,1,8,9,0,5,6}

其中，forward[n]是n的编码。类似地，下面是反向查找的编码

int inverse{ 7,4,2,0,3,8,9,1,5,6};

其中`逆将解码n

逆向数组可以很容易地在运行时从前向数组创建，但理想情况下，我希望在编译时创建它。考虑到模板元编程是一种函数式语言，我首先用Haskell实现了所有东西：

pos :: [Int] -> Int -> Int
pos lst x = 
    let 
        pos'::[Int] -> Int -> Int -> Int
        pos' (l:lst) x acc
            | l == x = acc
            | lst == [] = -1
            | otherwise = pos' lst x (acc + 1)
    in
        pos' lst x 0

inverse ::[Int] -> [Int]
inverse lst =
    let
        inverse'::[Int] -> Int -> [Int]
        inverse' l c 
            | c == 10 = []
            | otherwise = pos l c : inverse' l (c + 1)
    in
        inverse' lst 0 

我设法在pos模板元编程中实现了C++，使用：

#include <iostream>

static int nums[] = {3,7,2,4,1,8,9,0,5,6};

template <int...>
struct pos_;

template <int Find, int N, int Arr0, int... Arr>
struct pos_<Find,N, Arr0, Arr...> {
    static constexpr int value = pos_<Find, N+1, Arr...>::value;
};

template <int Find, int N, int... Arr>
struct pos_<Find ,N, Find, Arr...> {
    static constexpr int value = N;
};

template <int Find,int N>
struct pos_<Find ,N> {
    static constexpr int value = -1;
};

template <int Find, int... Arr>
struct pos {
    static constexpr int value = pos_<Find,0, Arr...>::value;
};

int main()
{
    std::cout << "the positions are ";

    std::cout << pos<3, 3,7,2,4,1,8,9,0,5,6>::value << std::endl;
}

但是，我很难将数组转换为参数包，当涉及到实现逆时，我不能将value分配给参数包。

在模板元编程中使用列表的最佳方法是什么？

对于上下文，在查看Base64编码时想到了这个问题，我想知道是否有一种编译时生成反向编码的方法。

Answer 1

在编译时生成逆数组的最简单/最干净的方法是编写constexpr逆函数。大致如下：

template<size_t N>
constexpr std::array<int, N> inverse(const std::array<int, N> &a) {
    std::array<int, N> inv{};
    for (int i = 0; i < N; ++i) {
        inv[a[i]] = i;
    }
    return inv;
}

您可以在这里看到它的作用：https://godbolt.org/g/uECeie

如果您想要更接近您最初的方法/Haskell，您只需查找如何使用TMP实现编译时列表，以及如何为它们编写熟悉的函数(比如追加和连接)。在那之后，实现逆就变得微不足道了。顺便说一句，忽略了一般的C++语法笨拙，这些定义在精神上将与您在函数式语言中所发现的非常相似。