连接任意数量的 std::arrays，仅使用最少的 ctor 调用

Question

我想实现这个函数（一个可以连接任意数量数组的函数，并且它也考虑值类别）：

template <typename ELEMENT, std::size_t ...SIZE>
constexpr auto concat(std::array<ELEMENT, SIZE> &&&...arrays) {
    return std::array<ELEMENT, SUMMED_SIZE>{ CONCATENATED_ARRAY_ELEMENTS };
}

备注：

• &&&

  ，我的意思是

  arrays

  中的每个数组都可以是右值/左值引用（可以混合）
• 我所说的

  SUMMED_SIZE

  ，是指SIZE的总和（这很简单）
• 我所说的

  CONCATENATED_ARRAY_ELEMENTS

  ，是指每个

  arrays

  数组的所有元素连接起来。如果

  arrays

  中的数组是右值/左值，则

  CONCATENATED_ARRAY_ELEMENTS

  中对应的元素也应该是右值/左值。
• 我不想有额外的移动/复制构造函数调用（否则使用递归实现这一点会很简单），我只想为

  arrays

  中的每个元素进行一次移动/复制。

• ELEMENT

  可能无法默认构造，因此元素必须通过复制/移动构造函数来构造。

这可以吗？

对于两个数组实现这个函数并不难（godbolt），但我不知道如何将其推广到两个以上的数组。我可以手动编写 3/4/5/etc-argument 函数，但所需函数的数量呈指数级增长。

Answer 1

您可以使用 C++17 折叠表达式以避免递归解包。

我认为不可能按值类别复制或移动，因为完美转发在这里不适用，因此从函数内部，每个数组将被视为左值引用。

由于右值引用可以绑定到对

const

的左值引用，我建议通过

const std::array<int, Ns> & ...

获取参数，以便能够在调用中混合左值/右值引用作为参数。

这会导致如下所示的结果：

template <typename T, std::size_t ... Ns>
constexpr auto concat(const std::array<T, Ns> & ... arrays)
{
    std::array<T, (Ns + ...)> result;

    auto it = result.begin();
    ([&](){
        std::copy_n(arrays.begin(), Ns, it);
        it += Ns;
    }(), ...);

    return result;
}

当然，您可以仅使用右值引用为特定情况定义重载，以便通过移动替换副本：

template <typename T, std::size_t ... Ns>
constexpr auto concat(std::array<T, Ns> && ... arrays)
{
    std::array<T, (Ns + ...)> result;

    auto it = result.begin();
    ([&](){
        std::copy_n(std::make_move_iterator(arrays.begin()), Ns, it);
        it += Ns;
    }(), ...);

    return result;
}