c++ - 如何将编译时 std::array "expand"放入参数包中？

Question

我想使用部分模板特化来将数组(在编译时创建)“分解”为由其值组成的参数包(与我在代码中定义的其他结构交互)。以下(我的第一次尝试)未编译

#include <array>

template <typename T, auto k> struct K;
template <typename T, std::size_t... A> struct K<T, std::array<std::size_t, sizeof...(A)>{A...}> {};

因为模板参数 std::array<long unsigned int, sizeof... (A)>{A ...} must not involve template parameters .据我了解，如果非类型参数非常依赖模板参数，则不可能在部分模板特化中提供非类型参数。因此，我尝试通过在类型中包含值来解决此问题:

#include <array>

template <auto f> struct any_type;

template <typename T, typename array_wrapper> struct FromArr;
template <typename T, std::size_t... A>
struct FromArr<T, any_type<std::array<std::size_t, sizeof...(A)>{A...}>> {};

int main() {
  FromArr<int, any_type<std::array<std::size_t, 2>{1, 2}>> d;
  (void) d;
}

但是，在这里，当我尝试使用它时，部分模板特化失败了；上面的定义与我使用它的方式不匹配，我不确定为什么。它失败并出现以下错误:

file.cc: In function ‘int main()’:
file.cc:10:55: error: aggregate ‘FromArr<int, Any<std::array<long unsigned int, 2>{std::__array_traits<long unsigned int, 2>::_Type{1, 2}}> > d’ has incomplete type and cannot be defined
  10  |   FromArr<int, Any<std::array<std::size_t, 2>{1, 2}>> d;

是否可以解决这个问题/使用不同的方法将数组作为参数包进行接口(interface)？

使用的编译器

我用 g++-10.0 (GCC) 10.0.1 20200124 (experimental)并通过 g++ -std=c++2a file.cc 编译, c++2a 是必需的，因为我使用非类型模板参数。

编辑:

描述如何处理数组

在我的真实代码中，我有一个结构，它依赖于——除其他外——一个参数包(1)。如果我能够使用数组 (2)(我在另一段代码中将其作为非类型模板参数)与该结构交互，那就太好了，如下面的代码所示。

template <int... s> struct toBeUsed;                               // (1)
template <std::size_t s, std::array<int, s> arr> struct Consumer { // (2)
    toBeUsed<arr> instance; // This is what I would like to do
}

我的尝试是编写一个如上的辅助结构 FromStruct ，我可以用 array 实例化它其中我有一个 typedef FromStruct::type提供 toBeUsed使用正确的参数，类似于 this example ，它用 std::tuple 所组成的类型来做我想做的事情。

链接到示例

here我链接了简化的使用示例(第二个代码块)。

Answer 1

受@dfri 回答的启发，我将她/他的解决方案转换为可以省略函数的版本，而是仅使用一个结构，使用部分模板专门化来处理 std::integer_sequence这对其他人也可能很有趣:

template <auto arr, template <typename X, X...> typename Consumer,
          typename IS = decltype(std::make_index_sequence<arr.size()>())> struct Generator;

template <auto arr, template <typename X, X...> typename Consumer, std::size_t... I>
struct Generator<arr, Consumer, std::index_sequence<I...>> {
  using type = Consumer<typename decltype(arr)::value_type, arr[I]...>;
};

完整的用法示例:

#include <array>

/// Structure which wants to consume the array via a parameter pack.
template <typename StructuralType, StructuralType... s> struct ConsumerStruct {
  constexpr auto operator()() const { return std::array{s...}; }
};

/// Solution
template <auto arr, template <typename X, X...> typename Consumer,
          typename IS = decltype(std::make_index_sequence<arr.size()>())> struct Generator;

template <auto arr, template <typename X, X...> typename Consumer, std::size_t... I>
struct Generator<arr, Consumer, std::index_sequence<I...>> {
  using type = Consumer<typename decltype(arr)::value_type, arr[I]...>;
};

/// Helper typename
template <auto arr, template <typename T, T...> typename Consumer>
using Generator_t = typename Generator<arr, Consumer>::type;

// Usage
int main() {
  constexpr auto tup = std::array<int, 3>{{1, 5, 42}};
  constexpr Generator_t<tup, ConsumerStruct> tt;
  static_assert(tt() == tup);
  return 0;
}