c++でvector<tuple>をtuple<vector...>に変換するには

前提・実現したいこと

まずc++17で
vector<tuple<A, B, C>>をtuple<vector<A>, vector<B>, vector<C>>
のように変換する関数が書きたいです

これは下の様にかけるのですが、これをvector<tuple<A...>> のような任意長、任意の型のtupleで実現できるのでしょうか

c++
1template<class A, class B, class C> auto vt_to_tv(vector<tuple<A, B, C>> v) {
2    tuple<vector<A>, vector<B>, vector<C>> res;
3    for (int i = 0; i < v.size(); i++) {
4        get<0>(res).push_back(get<0>(v[i]));
5        get<1>(res).push_back(get<1>(v[i]));
6        get<2>(res).push_back(get<2>(v[i]));
7    }
8    return res;
9}
10

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

Variadic Templates（可変長テンプレート）を使えば実現できます。

まず、template<class A, class B, class C>のテンプレート宣言をtemplate<class ...ElemTypes>に変更し、tuple<A, B, C>の部分をtuple<ElemTypes...>のように可変長テンプレートにします。

この後が少々やっかいです。

cpp
1get<0>(res).push_back(get<0>(v[i]));
2get<1>(res).push_back(get<1>(v[i]));
3get<2>(res).push_back(get<2>(v[i]));
4...
5get<N-1>(res).push_back(get<N-1>(v[i]));

をどうやって展開するかです。

これにはコンパイル時整数シーケンス、std::index_sequenceが利用可能です。

ヘルパ関数emplace_helperを定義します。
emplace_helperにはres（の参照）、v[i]、そしてtupleの要素型の可変長テンプレートをstd::index_sequence_for<ElemTypes...>でindex_sequence<0, 1, 2, ..., N-1>に変換したものを渡します。

最後に、ヘルパ関数の中でfold expressionを用いて展開します。

cpp
1template <class Tuple, class Elem, std::size_t ...Indices>
2void emplace_helper(Tuple& tup, Elem&& elem, std::index_sequence<Indices...>) {
3    (..., std::get<Indices>(tup).emplace_back(std::get<Indices>(elem)));
4//  ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
5//  fold expression
6}

すると、次のように（この場合は左結合の）カンマ区切りの式を得ることができます。

((push_0 , push_1) , ...) , push_N-1

ここで push_N は
std::get<N>(tup).emplace_back(std::get<N>(elem))
のことです

完全なコードを載せておきます。

cpp
1#include <tuple>
2#include <vector>
3#include <type_traits>
4
5template <class Tuple, class Elem, std::size_t ...Indices>
6void emplace_helper(Tuple& tup, Elem&& elem, std::index_sequence<Indices...>) {
7    (..., std::get<Indices>(tup).emplace_back(std::get<Indices>(elem)));
8//  ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
9//  fold expression
10}
11
12template<class ...ElemTypes>
13auto vt_to_tv(std::vector<std::tuple<ElemTypes...>> const& v) {
14    std::tuple<std::vector<ElemTypes>...> res{};
15    for (auto const& elem : v)
16        { emplace_helper(res, elem, std::index_sequence_for<ElemTypes...>{}); }
17    return res;
18}
19#include <iostream>
20#include <string>
21
22int main() {
23    std::vector<std::tuple<int, double, std::string>> source{
24        {1, 1.1, "one"},
25        {2, 2.2, "two"}
26    };
27
28    auto [int_vec, double_vec, string_vec] = vt_to_tv(source);
29
30    for (auto&& elem : int_vec)
31        { std::cout << elem << " "; }
32    std::cout << "\n";
33    for (auto&& elem : double_vec)
34        { std::cout << elem << " "; }
35    std::cout << "\n";
36    for (auto&& elem : string_vec)
37        { std::cout << elem << " "; }
38    std::cout << "\n";
39    // 1 2 
40    // 1.1 2.2 
41    // one two
42}