C++:是否可以编写一个将不同类型的元素附加到变体数组的函数？

Question

我正在尝试编写一个函数，例如:

std::array<std::variant<int, std::string_view>, 4>

和一个double d ，并返回:

std::array<std::variant<int, std::string_view, double>, 5>

与 d附加到数组的末尾，但到目前为止，我在我的实现中遇到了一些非常奇怪的行为。

现在，我有一个 Variant_Monoid (使用二元运算 concatenate )处理扩展 std::variant类型，这似乎工作正常:

struct Variant_Monoid {
    using zero = std::monostate;

    template <typename T, typename... Args>
    struct [[maybe_unused]] concatenate;

    template <typename... Args0, typename... Args1>
    struct concatenate<std::variant<Args0...>, std::variant<Args1...>> {
        using type = std::variant<Args0..., Args1...>;
    };

    // Convenience method to concatenate types without having to wrap them into a variant first.
    template<typename... Args0, typename... Args1>
    struct concatenate<std::variant<Args0...>, Args1...> {
        using type = std::variant<Args0..., Args1...>;
    };
};

然后我有了这个，我的想法是遍历现有数组，尝试将类型从旧变体扩展到新变体，然后附加新元素:

template<size_t N, typename T, typename S>
constexpr std::array<typename Variant_Monoid::concatenate<T, S>::type, N + 1> append_element_with_type(const std::array<T, N> &a, const S &s) {
    return append_element_with_type_aux(a, s, std::make_index_sequence<N>{});
}

委派给这个功能:

template<size_t N, typename T, typename S, size_t... Indices>
constexpr std::array<typename Variant_Monoid::concatenate<T, S>::type, N + 1>
append_element_with_type_aux(const std::array<T, N> &a,
                             const S &s, std::index_sequence<Indices...>) noexcept {
    return {{std::visit([](auto &&t) { return t; }, a[Indices])..., s}};
}

不过，这个函数的行为无处不在。在某些情况下(通常是一系列调用中的第一个调用)，它似乎工作正常。例如:

constexpr std::array<std::variant<Variant_Monoid::zero>, 0> s0{};
constexpr std::array<std::variant<Variant_Monoid::zero, int>, 1> s1 = append_element_with_type(s0, 1);

但是，如果我接下来尝试这个，编译器不仅会提示表达式不是 constexpr , 但它完全无法通过一连串无法破译的 STL 消息进行编译:

auto s2 = append_element_with_type(s1, 3.14159);

同样，这似乎没有问题:

constexpr std::array<std::variant<std::string_view>, 3> to_extend = {{"Hello", "there", "world"}};
constexpr std::array<std::variant<std::string_view, int>, 4> extended = append_element_with_type(to_extend, 5);

然后，这再次失败并出现类似的编译错误，并再次声称表达式不是 constexpr :

constexpr std::array<std::variant<std::string_view, int, double>, 5> prepended = append_element_with_type(extended, 3.14);

如有任何建议/帮助，我们将不胜感激。我对模板元编程还很陌生，只是尝试了解更多信息。

Answer 1

对访问者的调用必须为所有可能的参数产生相同的类型和值类别。明确指定您的 lambda 的返回类型为新变体，即 typename Variant_Monoid::concatenate<T, S>::type .