プリティプリントstd :: tuple

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これは、プリティプリントSTLコンテナに関する以前の質問のフォローアップであり、非常にエレガントで完全に一般的なソリューションを開発することができました。

この次のステップではstd::tuple<Args...>、可変個引数テンプレートを使用して、のプリティプリントを含めたいと思います（したがって、これは厳密にC ++ 11です）。のためにstd::pair<S,T>、私は単に言う

std::ostream & operator<<(std::ostream & o, const std::pair<S,T> & p)
{
  return o << "(" << p.first << ", " << p.second << ")";
}

タプルを印刷するための類似の構造は何ですか？

テンプレート引数スタックをアンパックし、インデックスを渡し、SFINAEを使用して最後の要素に到達したことを検出しようとしましたが、成功しませんでした。壊れたコードであなたに負担をかけないでください。問題の説明は、うまくいけば十分に簡単です。基本的に、次の動作が必要です。

auto a = std::make_tuple(5, "Hello", -0.1);
std::cout << a << std::endl; // prints: (5, "Hello", -0.1)

前の質問と同じレベルの一般性（char / wchar_t、ペア区切り文字）を含めることのボーナスポイント！

c++  c++11  tuples  variadic-templates 
— ケレクSB
ソース
誰かがここのコードのいずれかをライブラリに入れましたか？または、.hpp-with-everything-を取得して使用することもできますか？
— einpoklum 2015
@einpoklum：たぶんcxx-prettyprint？それが私がそのコードを必要としていたものです。
— Kerrek SB 2015
1
すばらしい質問です。「壊れたコードであなたに負担をかけない」の+1ですが、実際には、無知な「何を試したのか」という大群をかわすのに成功したようです。
— ドンハッチ

回答:

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イェーイ、インデックス〜

namespace aux{
template<std::size_t...> struct seq{};

template<std::size_t N, std::size_t... Is>
struct gen_seq : gen_seq<N-1, N-1, Is...>{};

template<std::size_t... Is>
struct gen_seq<0, Is...> : seq<Is...>{};

template<class Ch, class Tr, class Tuple, std::size_t... Is>
void print_tuple(std::basic_ostream<Ch,Tr>& os, Tuple const& t, seq<Is...>){
  using swallow = int[];
  (void)swallow{0, (void(os << (Is == 0? "" : ", ") << std::get<Is>(t)), 0)...};
}
} // aux::

template<class Ch, class Tr, class... Args>
auto operator<<(std::basic_ostream<Ch, Tr>& os, std::tuple<Args...> const& t)
    -> std::basic_ostream<Ch, Tr>&
{
  os << "(";
  aux::print_tuple(os, t, aux::gen_seq<sizeof...(Args)>());
  return os << ")";
}

Ideoneの実例。

区切り文字については、次の部分的な特殊化を追加するだけです。

// Delimiters for tuple
template<class... Args>
struct delimiters<std::tuple<Args...>, char> {
  static const delimiters_values<char> values;
};

template<class... Args>
const delimiters_values<char> delimiters<std::tuple<Args...>, char>::values = { "(", ", ", ")" };

template<class... Args>
struct delimiters<std::tuple<Args...>, wchar_t> {
  static const delimiters_values<wchar_t> values;
};

template<class... Args>
const delimiters_values<wchar_t> delimiters<std::tuple<Args...>, wchar_t>::values = { L"(", L", ", L")" };

を変更しoperator<<、print_tupleそれに応じて：

template<class Ch, class Tr, class... Args>
auto operator<<(std::basic_ostream<Ch, Tr>& os, std::tuple<Args...> const& t)
    -> std::basic_ostream<Ch, Tr>&
{
  typedef std::tuple<Args...> tuple_t;
  if(delimiters<tuple_t, Ch>::values.prefix != 0)
    os << delimiters<tuple_t,char>::values.prefix;

  print_tuple(os, t, aux::gen_seq<sizeof...(Args)>());

  if(delimiters<tuple_t, Ch>::values.postfix != 0)
    os << delimiters<tuple_t,char>::values.postfix;

  return os;
}

そして

template<class Ch, class Tr, class Tuple, std::size_t... Is>
void print_tuple(std::basic_ostream<Ch, Tr>& os, Tuple const& t, seq<Is...>){
  using swallow = int[];
  char const* delim = delimiters<Tuple, Ch>::values.delimiter;
  if(!delim) delim = "";
  (void)swallow{0, (void(os << (Is == 0? "" : delim) << std::get<Is>(t)), 0)...};
}
— Xeo
ソース
@Kerrek：私は現在自分自身をテストして修正していますが、Ideoneで奇妙な出力が得られます。
— Xeo 2011年
ストリームと文字列も混乱していると思います。「std :: cout << std :: cout」に似たものを書いています。つまり、TuplePrinterはありませんoperator<<。
— Kerrek SB 2011
1
@Thomas：あなただけ使用することはできませんclass Tupleのためにoperator<<過負荷-それは、あらゆるものを選んになるだろう。制約が必要になります。これは、ある種の可変個引数の必要性を意味します。
— Xeo 2013年
1
@DanielFrey：これは解決された問題です。リストの初期化により、左から右への順序が保証されます：swallow{(os << get<Is>(t))...};。
— Xeo 2013年
6
@Xeoよろしければ、cppreferenceのためにあなたのツバメを借りました。
— cubbi 2013年
19

私はこれをC ++ 11（gcc 4.7）で正常に動作させました。考慮していない落とし穴もあると思いますが、コードは読みやすく、複雑ではないと思います。奇妙かもしれない唯一のことは、最後の要素に到達したときに終了することを保証する「ガード」構造体tuple_printerです。他の奇妙なことは、Typesタイプパックのタイプの数を返すsizeof ...（Types）かもしれません。これは、最後の要素のインデックスを決定するために使用されます（size ...（Types）-1）。

template<typename Type, unsigned N, unsigned Last>
struct tuple_printer {

    static void print(std::ostream& out, const Type& value) {
        out << std::get<N>(value) << ", ";
        tuple_printer<Type, N + 1, Last>::print(out, value);
    }
};

template<typename Type, unsigned N>
struct tuple_printer<Type, N, N> {

    static void print(std::ostream& out, const Type& value) {
        out << std::get<N>(value);
    }

};

template<typename... Types>
std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const std::tuple<Types...>& value) {
    out << "(";
    tuple_printer<std::tuple<Types...>, 0, sizeof...(Types) - 1>::print(out, value);
    out << ")";
    return out;
}
— トニーオルソン
ソース
1
ええ、それは理にかなっているように見えます-おそらく完全性のために、空のタプルのための別の専門分野があります。
— Kerrek SB 2013
@ KerrekSB、c ++でタプルを出力する簡単な方法はありませんか？、Python関数では暗黙的にタプルを返し、c ++で単純に出力して、を使用してパックする必要がある関数から複数の変数を返すことができますstd::make_tuple()。しかしmain()、それを印刷するときに、それはたくさんのエラーをスローします！、タプルを印刷するより簡単な方法に関する提案はありますか？
— アヌ
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C ++ 17では、フォールド式、特に単項左フォールドを利用することで、少し少ないコードでこれを実現できます。

template<class TupType, size_t... I>
void print(const TupType& _tup, std::index_sequence<I...>)
{
    std::cout << "(";
    (..., (std::cout << (I == 0? "" : ", ") << std::get<I>(_tup)));
    std::cout << ")\n";
}

template<class... T>
void print (const std::tuple<T...>& _tup)
{
    print(_tup, std::make_index_sequence<sizeof...(T)>());
}

ライブデモ出力：

（5、こんにちは、-0.1）

与えられた

auto a = std::make_tuple(5, "Hello", -0.1);
print(a);

説明

単項左折りは次の形式です

... op pack

ここでop、このシナリオではコンマ演算子でありpack、次のような展開されていないコンテキストでタプルを含む式です。

(..., (std::cout << std::get<I>(myTuple))

したがって、このようなタプルがある場合：

auto myTuple = std::make_tuple(5, "Hello", -0.1);

そして、std::integer_sequenceその値が非型テンプレートによって指定されている（上記のコードを参照）

size_t... I

次に、式

(..., (std::cout << std::get<I>(myTuple))

に展開されます

((std::cout << std::get<0>(myTuple)), (std::cout << std::get<1>(myTuple))), (std::cout << std::get<2>(myTuple));

どちらが印刷されます

5こんにちは-0.1

これはグロスなので、最初の要素でない限り、最初に印刷されるコンマ区切り文字を追加するために、さらにいくつかのトリックを行う必要があります。

これを実現するために、現在のインデックスが最初ではない場合に出力するようにpackfold式の部分を変更します。したがって、部分*：" ,"I(I == 0? "" : ", ")

(..., (std::cout << (I == 0? "" : ", ") << std::get<I>(_tup)));

そして今、私たちは得るでしょう

5、こんにちは、-0.1

どちらが見栄えが良いか（注：この回答と同様の出力が必要でした）

*注：コンマ区切りは、私が最終的に行った方法とは異なるさまざまな方法で行うことができます。最初は、に対してテストすることにより、前ではなく後に条件付きでコンマを追加しましたが、長すぎたため、代わりにに対してテストしましたが、最終的にXeoをコピーして、最終的に得られたものになりました。std::tuple_size<TupType>::value - 1sizeof...(I) - 1

— AndyG
ソース
1
if constexprベースケースにも使用できます。
— Kerrek SB 2016
@KerrekSB：コンマを印刷するかどうかを決定するために？悪い考えではありません、それが三元で来たらいいのに。
— AndyG 2016
条件式はすでに潜在的な定数式なので、あなたが持っているものはすでに良いです:-)
— Kerrek SB 2016
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cppreferenceの実装がまだここに投稿されていないことに驚いたので、後世のために行います。のドキュメントに隠されているstd::tuple_catため、見つけるのは簡単ではありません。ここでは他のいくつかのソリューションと同様にガード構造体を使用していますが、最終的にはよりシンプルでわかりやすいと思います。

#include <iostream>
#include <tuple>
#include <string>

// helper function to print a tuple of any size
template<class Tuple, std::size_t N>
struct TuplePrinter {
    static void print(const Tuple& t) 
    {
        TuplePrinter<Tuple, N-1>::print(t);
        std::cout << ", " << std::get<N-1>(t);
    }
};

template<class Tuple>
struct TuplePrinter<Tuple, 1> {
    static void print(const Tuple& t) 
    {
        std::cout << std::get<0>(t);
    }
};

template<class... Args>
void print(const std::tuple<Args...>& t) 
{
    std::cout << "(";
    TuplePrinter<decltype(t), sizeof...(Args)>::print(t);
    std::cout << ")\n";
}
// end helper function

そしてテスト：

int main()
{
    std::tuple<int, std::string, float> t1(10, "Test", 3.14);
    int n = 7;
    auto t2 = std::tuple_cat(t1, std::make_pair("Foo", "bar"), t1, std::tie(n));
    n = 10;
    print(t2);
}

出力：

（10、テスト、3.14、Foo、bar、10、テスト、3.14、10）

ライブデモ

— AndyG
ソース
4

AndyGコードに基づく、C ++ 17用

#include <iostream>
#include <tuple>

template<class TupType, size_t... I>
std::ostream& tuple_print(std::ostream& os,
                          const TupType& _tup, std::index_sequence<I...>)
{
    os << "(";
    (..., (os << (I == 0 ? "" : ", ") << std::get<I>(_tup)));
    os << ")";
    return os;
}

template<class... T>
std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const std::tuple<T...>& _tup)
{
    return tuple_print(os, _tup, std::make_index_sequence<sizeof...(T)>());
}

int main()
{
    std::cout << "deep tuple: " << std::make_tuple("Hello",
                  0.1, std::make_tuple(1,2,3,"four",5.5), 'Z')
              << std::endl;
    return 0;
}

出力付き：

deep tuple: (Hello, 0.1, (1, 2, 3, four, 5.5), Z)
— user5673656
ソース
3

BjarneStroustrupによるC ++プログラミング言語の例に基づく（817ページ）：

#include <tuple>
#include <iostream>
#include <string>
#include <type_traits>
template<size_t N>
struct print_tuple{
    template<typename... T>static typename std::enable_if<(N<sizeof...(T))>::type
    print(std::ostream& os, const std::tuple<T...>& t) {
        char quote = (std::is_convertible<decltype(std::get<N>(t)), std::string>::value) ? '"' : 0;
        os << ", " << quote << std::get<N>(t) << quote;
        print_tuple<N+1>::print(os,t);
        }
    template<typename... T>static typename std::enable_if<!(N<sizeof...(T))>::type
    print(std::ostream&, const std::tuple<T...>&) {
        }
    };
std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const std::tuple<>&) {
    return os << "()";
    }
template<typename T0, typename ...T> std::ostream&
operator<<(std::ostream& os, const std::tuple<T0, T...>& t){
    char quote = (std::is_convertible<T0, std::string>::value) ? '"' : 0;
    os << '(' << quote << std::get<0>(t) << quote;
    print_tuple<1>::print(os,t);
    return os << ')';
    }

int main(){
    std::tuple<> a;
    auto b = std::make_tuple("One meatball");
    std::tuple<int,double,std::string> c(1,1.2,"Tail!");
    std::cout << a << std::endl;
    std::cout << b << std::endl;
    std::cout << c << std::endl;
    }

出力：

()
("One meatball")
(1, 1.2, "Tail!")
— CWホールマンII
ソース
3

活用std::apply私たちがドロップすることができます（C ++ 17）std::index_sequenceと単一の関数を定義します。

#include <tuple>
#include <iostream>

template<class Ch, class Tr, class... Args>
auto& operator<<(std::basic_ostream<Ch, Tr>& os, std::tuple<Args...> const& t) {
  std::apply([&os](auto&&... args) {((os << args << " "), ...);}, t);
  return os;
}

または、ストリングストリームの助けを借りてわずかに装飾されています：

#include <tuple>
#include <iostream>
#include <sstream>

template<class Ch, class Tr, class... Args>
auto& operator<<(std::basic_ostream<Ch, Tr>& os, std::tuple<Args...> const& t) {
  std::basic_stringstream<Ch, Tr> ss;
  ss << "[ ";
  std::apply([&ss](auto&&... args) {((ss << args << ", "), ...);}, t);
  ss.seekp(-2, ss.cur);
  ss << " ]";
  return os << ss.str();
}
— DarioP
ソース
1

@Kerrek SBによって提案されたように、空のタプルの特殊化を含む、@ TonyOlssonのものと同様のもう1つ。

#include <tuple>
#include <iostream>

template<class Ch, class Tr, size_t I, typename... TS>
struct tuple_printer
{
    static void print(std::basic_ostream<Ch,Tr> & out, const std::tuple<TS...> & t)
    {
        tuple_printer<Ch, Tr, I-1, TS...>::print(out, t);
        if (I < sizeof...(TS))
            out << ",";
        out << std::get<I>(t);
    }
};
template<class Ch, class Tr, typename... TS>
struct tuple_printer<Ch, Tr, 0, TS...>
{
    static void print(std::basic_ostream<Ch,Tr> & out, const std::tuple<TS...> & t)
    {
        out << std::get<0>(t);
    }
};
template<class Ch, class Tr, typename... TS>
struct tuple_printer<Ch, Tr, -1, TS...>
{
    static void print(std::basic_ostream<Ch,Tr> & out, const std::tuple<TS...> & t)
    {}
};
template<class Ch, class Tr, typename... TS>
std::ostream & operator<<(std::basic_ostream<Ch,Tr> & out, const std::tuple<TS...> & t)
{
    out << "(";
    tuple_printer<Ch, Tr, sizeof...(TS) - 1, TS...>::print(out, t);
    return out << ")";
}
— ガブリエル
ソース
0

DarioPの答えは好きですが、stringstreamはヒープを使用します。これは回避できます：

template <class... Args>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, std::tuple<Args...> const& t) {
  os << "(";
  bool first = true;
  std::apply([&os, &first](auto&&... args) {
    auto print = [&] (auto&& val) {
      if (!first)
        os << ",";
      (os << " " << val);
      first = false;
    };
    (print(args), ...);
  }, t);
  os << " )";
  return os;
}
— user2445507
ソース
0

フォールド式を使用する以前の回答について私が嫌うことの1つは、インデックスシーケンスまたはフラグを使用して最初の要素を追跡することです。これにより、クリーンなフォールド式の利点の多くが失われます。

これは、インデックス付けを必要としないが、同様の結果を達成する例です。（他のいくつかほど洗練されていませんが、さらに追加することができます。）

テクニックは、フォールドがすでに提供しているものを使用することです。1つの要素の特殊なケースです。つまり、1つの要素の折り畳みがに展開されelem[0]、次に2つの要素がelem[0] + elem[1]になり+ます。ここで、はいくつかの操作です。1つの要素がその要素だけをストリームに書き込み、他の要素についても同じことを行いますが、各要素を「、」の追加の書き込みで結合します。したがって、これをc ++フォールドにマッピングするには、各要素をストリームにオブジェクトを書き込むアクションにする必要があります。私たちは望ん+操作は「」書き込みと2件の書き込みが散在すること。したがって、最初にタプルシーケンスを書き込みアクションのシーケンスに変換します。CommaJoinerこれを呼び出しました。次に、そのアクションに対して、を追加して、operator+2つのアクションを希望どおりに結合し、間に「、」を追加します。

#include <tuple>
#include <iostream>

template <typename T>
struct CommaJoiner
{
    T thunk;
    explicit CommaJoiner(const T& t) : thunk(t) {}

    template <typename S>
    auto operator+(CommaJoiner<S> const& b) const
    {
        auto joinedThunk = [a=this->thunk, b=b.thunk] (std::ostream& os) {
            a(os);
            os << ", ";
            b(os);
        };
        return CommaJoiner<decltype(joinedThunk)>{joinedThunk};
    }

    void operator()(std::ostream& os) const
    {
        thunk(os);
    }

};

template <typename ...Ts>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, std::tuple<Ts...> tup)
{
    std::apply([&](auto ...ts) {
        return (... + CommaJoiner{[=](auto&os) {os << ts;}});}, tup)(os);

    return os;
}

int main() {
    auto tup = std::make_tuple(1, 2.0, "Hello");
    std::cout << tup << std::endl;
}

godboltをざっと見てみると、これも非常にうまくコンパイルされ、すべてのサンクコールがフラット化されていることがわかります。

ただし、空のタプルを処理するには、2番目のオーバーロードが必要になります。

— タースミス
ソース
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