同じ型が入った std::tuple を楽に書く方法

std::tuple<double, double, double, double>とか書くのが面倒なので。

結論

以下のような構造体を定義する。

# include <tuple>

template <class T, std::size_t Size, class... Args>
struct HomoTupleStruct
{
	typedef typename HomoTupleStruct<T, Size - 1, Args..., T>::type type;
};

template <class T, class... Args>
struct HomoTupleStruct<T, 0, Args...>
{
	typedef std::tuple<Args...> type;
};

template <class T, std::size_t Size>
using HomoTuple = typename HomoTupleStruct<T, Size>::type;

利用例は以下の通り。

# include <type_traits>
# include <cassert>

static_assert(std::is_same<HomoTuple<int, 1>,
			  std::tuple<int>>::value, "orz");
static_assert(std::is_same<HomoTuple<double, 2>,
			  std::tuple<double, double>>::value, "orz");
static_assert(std::is_same<HomoTuple<int&, 3>,
			  std::tuple<int&, int&, int&>>::value, "orz");

int main()
{
    HomoTuple<int, 5> homoTuple1 = std::make_tuple(3, 1, 4, 1, 5);
    HomoTuple<int, 3> homoTuple2 = std::make_tuple(9, 2, 6);
    HomoTuple<int, 8> homoTuple3 = std::tuple_cat(homoTuple1, homoTuple2);

    assert(std::get<6>(homoTuple3) == 2);
}

備考

std::array は tuple のように扱える（std::tuple_size, std::tuple_element, std::get が特殊化されている）ので、大抵の用途においては std::array で十分だったりする。以下は clang++ で動くコードである。

int main() {
  std::array<double, 4> rgba {{0.1, 0.2, 0.3, 0.4}};

  double r, g, b;
  std::tie(r, g, b, std::ignore) = rgba;
  std::cout << r << ", " << g << ", " << b << '\n';
  std::cout << std::get<3>(rgba) << '\n';

  // std::array -> HomoTuple
  HomoTuple<double, 4> rgba_tuple = rgba;
}

ただし、std::tie しようとしたりすると g++ ではコンパイルが通らなくなる (Wandbox, gcc HEAD 7.0.0 20161219) ¹ ので、同じ型の入った std::tuple を使わなければいけない場面はありそう。Boost.fusion も考慮に入れるべきかも。

std::tuple から std::array への変換については下記ページが参考になる。

• c++ - Convert std::tuple to std::array C++11 - Stack Overflow

int main() {
  HomoTuple<double, 4> rgba_tuple = {0.1, 0.2, 0.3, 0.4};
  std::array<double, 4> rgba = to_array(rgba_tuple); // 上記ページ参照
  for (auto && x : rgba)
    std::cout << x << ' ';
  }
  std::cout << '\n';
}

1. std::array の tuple インターフェースについては C++11 規格ドラフト (N3337) の "23.3.2.9 Tuple interface to class template array [array.tuple]" の項に記載されている。array の tie についての g++（あるいは clang++）の実装が規格違反（あるいはどっちも ok）なのかどうかはよくわかんなかったです……。 ↩