Как построить std:: массив с индексной последовательностью?

Как я могу построить std::array с индексной последовательностью или лямбдой, которая зависит от последовательного индекса?

std::iota и std::generate кажутся релевантными, но я не уверен, как их использовать для построения std::array, а не применять их на том, что уже построено (что невозможно в случае, если элемент тип массива не является конструктивным по умолчанию).

Пример такого кода, который я бы хотел использовать DRY:

#include <array>

class C
{
public:
    C(int x, float f) : m_x{x}, m_f{f} {}
private:
    int m_x;
    float m_f;
};

int main()
{
    std::array<int, 10> ar = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    std::array<C, 3> ar2 = {C{0, 1.0}, C{1, 1.0}, C{2, 1.0}};
    return 0;
}

Ответ 1

Для ar здесь используется подход:

namespace detail {
  template<typename T, T... Ns>
  constexpr auto make_iota_array(T const offset, std::integer_sequence<T, Ns...>) noexcept
   -> std::array<T, sizeof...(Ns)> {
    return {{(Ns + offset)...}};
  }
}

template<typename T, T N>
constexpr auto make_iota_array(T const offset = {}) noexcept {
  static_assert(N >= T{}, "no negative sizes");
  return detail::make_iota_array<T>(offset, std::make_integer_sequence<T, N>{});
}

// ...

auto ar = make_iota_array<int, 10>(99);

Онлайн-демонстрация

Для ar2 здесь используется подход:

namespace detail {
  template<typename T, typename F, std::size_t... Is>
  constexpr auto generate_array(F& f, std::index_sequence<Is...>)
   -> std::array<T, sizeof...(Is)> {
    return {{f(std::integral_constant<std::size_t, Is>{})...}};
  }
}

template<typename T, std::size_t N, typename F>
constexpr auto generate_array(F f) {
  return detail::generate_array<T>(f, std::make_index_sequence<N>{});
}

// ...

auto ar2 = generate_array<C, 3>([](auto i) -> C { return {i, i * 1.12f}; });

Онлайн-демонстрация

(noexcept является более или менее необязательным здесь IMO и опущен здесь для краткости, но присутствует в демонстрационных примерах.)

N.b. оба они полностью constexpr, но поскольку generate_array, скорее всего, будет использоваться с lambdas, он не будет constexpr на практике до С++ 17 (демо). Также n.b. generate_array будет работать с не скопированными/недвижущимися типами в С++ 17 из-за гарантированного разрешения на копирование (демо).

Ответ 2

Следующий подход должен работать для вас:

template<typename T, std::size_t N, std::size_t... I>
constexpr auto create_array_impl(std::index_sequence<I...>) {
    return std::array<T, N>{ {I...} };
}

template<typename T, std::size_t N>
constexpr auto create_array() {
    return create_array_impl<T, N>(std::make_index_sequence<N>{});
}

Вы можете создать такой массив, как:

constexpr auto array = create_array<std::size_t, 4>();

пример wandbox

Можно изменить вышеупомянутое решение, чтобы добавить лямбда следующим образом:

template<typename T, std::size_t N, typename F, std::size_t... I>
constexpr auto create_array_impl(F&& func, std::index_sequence<I...>) {
    return std::array<T, N>{ {func(I)...} };
}

template<typename T, std::size_t N, typename F>
constexpr auto create_array(F&& func) {
    return create_array_impl<T, N>(std::forward<F>(func), std::make_index_sequence<N>{});
}

И затем используйте:

const auto array = create_array<std::size_t, 4>([](auto e) {
    return e * e;
});

пример wandbox