c++ - 如何在编译时生成嵌套循环

Question

我有一个整数N，我在编译时就知道了。我还有一个 std::array 保存描述 N 维数组形状的整数。我想在编译时使用元编程技术生成嵌套循环，如下所述。

constexpr int N {4};
constexpr std::array<int, N> shape {{1,3,5,2}};


auto f = [/* accept object which uses coords */] (auto... coords) { 
     // do sth with coords
}; 

// This is what I want to generate.
for(int i = 0; i < shape[0]; i++) {
     for(int j = 0; j < shape[1]; j++) {
          for(int k = 0; k < shape[2]; k++) {
                for(int l = 0; l < shape[3]; l++) {
                    f(i,j,k,l) // object is modified via the lambda function.
                }
          }
     }
}

注意参数 N 在编译时是已知的，但在编译之间可能会发生不可预测的变化，因此我不能像上面那样对循环进行硬编码。理想情况下，循环生成机制将提供一个接口(interface)，该接口(interface)接受 lambda 函数，生成循环并调用生成上述等效代码的函数。我知道可以在运行时用一个 while 循环和一组索引编写一个等效循环，并且已经有了这个问题的答案。但是，我对这个解决方案不感兴趣。我也对涉及预处理器魔法的解决方案不感兴趣。

Answer 1

类似这样的东西(注意:我将“形状”作为可变参数模板参数集..)

#include <iostream>

template <int I, int ...N>
struct Looper{
    template <typename F, typename ...X>
    constexpr void operator()(F& f, X... x) {
        for (int i = 0; i < I; ++i) {
            Looper<N...>()(f, x..., i);
        }
    }
};

template <int I>
struct Looper<I>{
    template <typename F, typename ...X>
    constexpr void operator()(F& f, X... x) {
        for (int i = 0; i < I; ++i) {
            f(x..., i);
        }
    }
};

int main()
{
    int v = 0;
    auto f = [&](int i, int j, int k, int l) {
        v += i + j + k + l;
    };

    Looper<1, 3, 5, 2>()(f);

    auto g = [&](int i) {
        v += i;
    };

    Looper<5>()(g);

    std::cout << v << std::endl;
}