Как продублировать расширение пакета параметров шаблона?

Ключ к ответу на вопрос типа:

// how to obtain the following call where N is sizeof...(Indices)?
// foo(f(0),g(0),f(1),g(1),...,f(N-1),g(N-1));

состоит в том, чтобы сформулировать, как на самом деле создать такое расширение пакета. У нас есть 2N аргументов, которые хотели бы:

+=====+======+
| idx | expr |
+-----+------+
|  0  | f(0) |
|  1  | g(0) |
|  2  | f(1) |
|  3  | g(1) |
|   ....
+=====+======+

В C++17 мы можем написать такое выражение с if constexpr:

template <size_t I>
auto expr() {
    if constexpr (I % 2 == 0) { 
        // even indices are fs
        return f(I / 2);
    } else {
        // odds are gs
        return g(I / 2);
    }
}

Это может быть даже лямбда, принимающая integral_constant в качестве аргумента. Таким образом, нам просто нужно превратить наши N аргументов в 2N аргументов, а это всего лишь вопрос добавления дополнительных индексов:

template <auto V>
using constant = std::integral_constant<decltype(V), V>;

template < size_t... Indices >
void something(std::index_sequence<Indices...>) {
    auto expr = [](auto I) {
        if constexpr (I % 2 == 0) {
            return f(I / 2);
        } else {
            return g(I / 2);
        }
    }

    return foo(
        expr(constant<Indices>{})...,                     // 0, ..., N-1
        expr(constant<Indices + sizeof...(Indices)>{})... // N, ..., 2N-1
    );
}

Лучшее, что я могу себе представить, это использование std::tuple_cat и std::make_pair для создания std::tuple аргументов из foo().

К сожалению, я знаю, как это сделать только с помощью вспомогательной функции для вызова foo()

template <typename T, std::size_t... I>
void somethingH (T const & t, std::index_sequence<I...> const &)
 { foo(std::get<I>(t)...); }

template <std::size_t... I>
void something (std::index_sequence<I...> const &)
 {
   somethingH(std::tuple_cat(std::make_pair(f(I), g(I))...),
              std::make_index_sequence<(sizeof...(I) << 1)>{});
 }

Используя std::apply, доступный только начиная с C++17, вы можете использовать лямбда-функцию, чтобы выбрать правильный foo (как предложил SirGuy; спасибо!) и избежать вспомогательной функции

template <std::size_t... I>
void something (std::index_sequence<I...> const &)
 {
   std::apply([](auto && ... as)
                 { return foo(std::forward<decltype(as)>(as)...); },
              std::tuple_cat(std::make_pair(f(I), g(I))...));
 }

Ниже приведен полный рабочий пример C++17.

#include <iostream>
#include <utility>
#include <tuple>

int f (std::size_t n)
 { return n; }

int g (std::size_t n)
 { return -n; }

template <typename ... Args>
void foo (Args ... as)
 { (std::cout << ... << as) << std::endl; }

template <std::size_t... I>
void something (std::index_sequence<I...> const &)
 {
   std::apply([](auto && ... as)
                 { return foo(std::forward<decltype(as)>(as)...); },
              std::tuple_cat(std::make_pair(f(I), g(I))...));
 }

int main()
 {
   something(std::make_index_sequence<7U>{});
 }