如何将编译时STD：：数组“扩展”到参数包中？

Question

我想使用部分模板专门化，以便将数组（在编译时创建）“分解”为由其值组成的参数包（以便与我在代码中定义的其他结构接口）。以下内容（我的第一次尝试）不编译

#include <array>

template <typename T, auto k> struct K;
template <typename T, std::size_t... A> struct K<T, std::array<std::size_t, sizeof...(A)>{A...}> {};

因为模板参数std::array {A...} 不得涉及模板参数。正如我所理解的，在部分模板专门化中提供非类型参数是不可能的，如果它们不是非常依赖于模板参数的话。因此，我试图通过在类型中包含值来解决这个问题：

#include <array>

template <auto f> struct any_type;

template <typename T, typename array_wrapper> struct FromArr;
template <typename T, std::size_t... A>
struct FromArr<T, any_type<std::array<std::size_t, sizeof...(A)>{A...}>> {};

int main() {
  FromArr<int, any_type<std::array<std::size_t, 2>{1, 2}>> d;
  (void) d;
}

file.cc: In function ‘int main()’:
file.cc:10:55: error: aggregate ‘FromArr<int, Any<std::array<long unsigned int, 2>{std::__array_traits<long unsigned int, 2>::_Type{1, 2}}> > d’ has incomplete type and cannot be defined
  10  |   FromArr<int, Any<std::array<std::size_t, 2>{1, 2}>> d;

我使用g++-10.0(GCC)10.0.1202124（实验性）并通过g++-std=c++2a文件进行编译。cc，因为我使用非类型模板参数，所以需要c++2a。

在我的实际代码中，我得到了一个依赖于参数包（1）的结构。如果我能够使用数组（2）（我在另一段代码中作为非类型模板参数获得了它）与该结构接口，那就太好了，如下面的代码所示。

template <int... s> struct toBeUsed;                               // (1)
template <std::size_t s, std::array<int, s> arr> struct Consumer { // (2)
    toBeUsed<arr> instance; // This is what I would like to do
}

我的尝试是像上面的fromstruct那样编写一个helper struct，我可以用数组实例化该结构，其中我有一个typedeffromstruct::type，它提供了具有正确参数的tobeused，类似于这个示例，它完成了我在这里要用std：：tuple组成的类型所做的工作。

这里我链接了简化的用法示例（第二个代码块）。

Answer 1

受@dfri回答的启发，我将她/他的解决方案转换为一个可以省略函数的版本，而是只使用一个结构，对std::integer_sequence使用部分模板专门化，这可能也会引起其他人的兴趣：

template <auto arr, template <typename X, X...> typename Consumer,
          typename IS = decltype(std::make_index_sequence<arr.size()>())> struct Generator;

template <auto arr, template <typename X, X...> typename Consumer, std::size_t... I>
struct Generator<arr, Consumer, std::index_sequence<I...>> {
  using type = Consumer<typename decltype(arr)::value_type, arr[I]...>;
};

#include <array>

/// Structure which wants to consume the array via a parameter pack.
template <typename StructuralType, StructuralType... s> struct ConsumerStruct {
  constexpr auto operator()() const { return std::array{s...}; }
};

/// Solution
template <auto arr, template <typename X, X...> typename Consumer,
          typename IS = decltype(std::make_index_sequence<arr.size()>())> struct Generator;

template <auto arr, template <typename X, X...> typename Consumer, std::size_t... I>
struct Generator<arr, Consumer, std::index_sequence<I...>> {
  using type = Consumer<typename decltype(arr)::value_type, arr[I]...>;
};

/// Helper typename
template <auto arr, template <typename T, T...> typename Consumer>
using Generator_t = typename Generator<arr, Consumer>::type;

// Usage
int main() {
  constexpr auto tup = std::array<int, 3>{{1, 5, 42}};
  constexpr Generator_t<tup, ConsumerStruct> tt;
  static_assert(tt() == tup);
  return 0;
}