Wie kann ich ein kartesisches Produkt von Typlisten in C ++ erstellen?

Selbsterklärend.

Angenommen, ich habe Typlisten wie folgt:

using type_list_1 = type_list<int, somestructA>;
using type_list_2 = type_list<somestructB>;
using type_list_3 = type_list<double, short>;

Sie können eine variable Anzahl von Typlisten sein.

Wie erhalte ich eine Typeliste für kartesische Produkte?

result = type_list<
type_list<int, somestructB, double>,
type_list<int, somestructB, short>,
type_list<somestructA, somestructB, double>,
type_list<somestructA, somestructB, short>
>;

Ich habe versucht, ein kartesisches Zwei-Wege-Produkt zu erstellen, wie hier angegeben: Wie erstelle ich das kartesische Produkt einer Typenliste? , aber n Weg scheint nicht so trivial zu sein.

Im Moment versuche ich ...

template <typename...> struct type_list{};

// To concatenate
template <typename... Ts, typename... Us>
constexpr auto operator|(type_list<Ts...>, type_list<Us...>) {
   return type_list{Ts{}..., Us{}...};
}

template <typename T, typename... Ts, typename... Us>
constexpr auto cross_product_two(type_list<T, Ts...>, type_list<Us...>) {
    return (type_list<type_list<T,Us>...>{} | ... | type_list<type_list<Ts, Us>...>{});
}

template <typename T, typename U, typename... Ts>
constexpr auto cross_product_impl() {
    if constexpr(sizeof...(Ts) >0) {
        return cross_product_impl<decltype(cross_product_two(T{}, U{})), Ts...>();
    } else {
        return cross_product_two(T{}, U{});
    }
}

Ich werde nur sagen, wenn man bedenkt, wie schwierig es ist, es richtig zu machen, benutze einfach Boost wie in der Antwort von Barry. Leider muss ich mich an einen handgerollten Ansatz halten, denn Boost zu verwenden oder nicht, ist eine Entscheidung, die von irgendwo anders kommt :(

Bei Boost.Mp11 ist dies (wie immer) ein kurzer Einzeiler :

using result = mp_product<
    type_list,
    type_list_1, type_list_2, type_list_3>;

Demo .

OK habe es. Es ist nicht schön, aber es funktioniert:

template<class ... T>
struct type_list{};

struct somestructA{};
struct somestructB{};

using type_list_1 = type_list<int, somestructA, char>;
using type_list_2 = type_list<somestructB>;
using type_list_3 = type_list<double, short, float>;

template<class TL1, class TL2>
struct add;

template<class ... T1s, class ... T2s>
struct add<type_list<T1s...>, type_list<T2s...>>
{
    using type = type_list<T1s..., T2s...>;
};

template<class ... TL>
struct concat;

template<class TL, class ... TLs>
struct concat<TL, TLs...>
{
    using type = typename add<TL, typename concat<TLs...>::type>::type;
};

template<class TL>
struct concat<TL>
{
    using type = TL;
};

static_assert(std::is_same_v<type_list<int, somestructA, char, double, short, float>, typename add<type_list_1, type_list_3>::type>);

template<class TL1, class TL2>
struct multiply_one;

// Prepends each element of T1 to the list T2.
template<class ... T1s, class ... T2s>
struct multiply_one<type_list<T1s...>, type_list<T2s...>>
{
    using type = typename concat<type_list<type_list<T1s, T2s...>...>>::type;
};

static_assert(std::is_same_v<
    type_list<
        type_list<int, double, short, float>,
        type_list<somestructA, double, short, float>,
        type_list<char, double, short, float>
        >,
    typename multiply_one<type_list_1, type_list_3>::type>);

// Prepends each element of TL to all type lists in TLL.
template<class TL, class TLL>
struct multiply_all;

template<class TL, class ... TLs>
struct multiply_all<TL, type_list<TLs...>>
{
    using type = typename concat<typename multiply_one<TL, TLs>::type...>::type;
};

static_assert(std::is_same_v<
    type_list<
        type_list<int, double, short, float>,
        type_list<somestructA, double, short, float>,
        type_list<char, double, short, float>
        >,
    typename multiply_all<type_list_1, type_list<type_list_3>>::type>);

static_assert(std::is_same_v<
    type_list<
        type_list<int, somestructB>,
        type_list<somestructA, somestructB>,
        type_list<char, somestructB>,
        type_list<int, double, short, float>,
        type_list<somestructA, double, short, float>,
        type_list<char, double, short, float>
        >,
    typename multiply_all<type_list_1, type_list<type_list_2, type_list_3>>::type>);

template<class TL, class ... TLs>
struct cartesian_product
{
    using type = typename multiply_all<TL, typename cartesian_product<TLs...>::type>::type;
};

template<class ... Ts>
struct cartesian_product<type_list<Ts...>>
{
    using type = type_list<type_list<Ts>...>;
};


using expected_result = type_list<
    type_list<int, somestructB, double>,
    type_list<somestructA, somestructB, double>,
    type_list<char, somestructB, double>,
    type_list<int, somestructB, short>,
    type_list<somestructA, somestructB, short>,
    type_list<char, somestructB, short>,
    type_list<int, somestructB, float>,
    type_list<somestructA, somestructB, float>,
    type_list<char, somestructB, float>
>;

static_assert(std::is_same_v<expected_result,
    cartesian_product<type_list_1, type_list_2, type_list_3>::type>);

https://godbolt.org/z/L5eamT

Ich habe meine eigenen static_assertTests dort gelassen für ... Nun, ich hoffe, sie helfen.

Ich bin mir auch sicher, dass es eine schönere Lösung geben muss. Aber dies war der offensichtliche Weg "Ich weiß, dass dies irgendwann zum Ziel führen wird". Ich musste schließlich auf das Hinzufügen eines concatoder mehrerer Sorten zurückgreifen. Ich bin sicher, dass es viel früher verwendet werden könnte, um den größten Teil der Kruft zu überspringen.

Falten Sie die Ausdrücke zur Rettung erneut

template<typename... Ts>
typelist<typelist<Ts>...> layered(typelist<Ts...>);

template<typename... Ts, typename... Us>
auto operator+(typelist<Ts...>, typelist<Us...>)
    -> typelist<Ts..., Us...>;

template<typename T, typename... Us>
auto operator*(typelist<T>, typelist<Us...>)
    -> typelist<decltype(T{} + Us{})...>;

template<typename... Ts, typename TL>
auto operator^(typelist<Ts...>, TL tl)
    -> decltype(((typelist<Ts>{} * tl) + ...));

template<typename... TLs>
using product_t = decltype((layered(TLs{}) ^ ...));

Und du bist fertig. Dies hat den zusätzlichen Vorteil gegenüber der Rekursion, dass die Instanziierungstiefe O (1) beträgt.

struct A0;
struct A1;
struct B0;
struct B1;
struct C0;
struct C1;
struct C2;

using t1 = typelist<A0, A1>;
using t2 = typelist<B0, B1>;
using t3 = typelist<C0, C1, C2>; 

using p1 = product_t<t1, t2>;
using p2 = product_t<t1, t2, t3>;

using expect1 = typelist<typelist<A0, B0>,
                         typelist<A0, B1>,
                         typelist<A1, B0>,
                         typelist<A1, B1>>;

using expect2 = typelist<typelist<A0, B0, C0>,
                         typelist<A0, B0, C1>,
                         typelist<A0, B0, C2>,
                         typelist<A0, B1, C0>,
                         typelist<A0, B1, C1>,
                         typelist<A0, B1, C2>,
                         typelist<A1, B0, C0>,
                         typelist<A1, B0, C1>,
                         typelist<A1, B0, C2>,
                         typelist<A1, B1, C0>,
                         typelist<A1, B1, C1>,
                         typelist<A1, B1, C2>>;

static_assert(std::is_same_v<p1, expect1>);
static_assert(std::is_same_v<p2, expect2>);