C++11新特性之變長參數(shù)模板的示例分析

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C++11 變長參數(shù)模板

在C++11之前，無論是類模板 還是函數(shù)模板，都只能按其指定的樣子，接受一組固定數(shù)量的模板參數(shù)；

這已經(jīng)大大提升了代碼的復(fù)用！

在C++11之后，加入了新的表示方 法，允許任意個(gè)數(shù)、任意類別的模板參數(shù)，同時(shí)也不需要在定義時(shí)將參數(shù)的個(gè)數(shù)固定。更加像”黑魔法“了。

template<typename... Ts> class Magic;

模板類 Magic 的對象，能夠接受不受限制個(gè)數(shù)的 typename 作為模板的形式參數(shù)，例如下面的定義：

class Magic<int,
std::vector<int>,
std::map<std::string,
std::vector<int>>> darkMagic;

既然是任意形式，所以個(gè)數(shù)為 0 的模板參數(shù)也是可以的：class Magic<> nothing;。 如果不希望產(chǎn)生的模板參數(shù)個(gè)數(shù)為 0，可以手動的定義至少一個(gè)模板參數(shù)：

template<typename Require, typename... Args> class Magic;

變長函數(shù)參數(shù)包

除了在模板參數(shù)中能使用 ... 表示不定長模板參數(shù)外，函數(shù)參數(shù)也使用同樣的表示法代表不定長參數(shù)。

傳統(tǒng) C 中的 printf 函數(shù)，雖然也能達(dá)成不定個(gè)數(shù) 的形參的調(diào)用，但其并非類別安全。而 C++11 除了能定義類別安全的變長參數(shù)函數(shù)外，還可以使類似 printf 的函數(shù)能自然地處理非自帶類別的對象。除了在模板參數(shù)中能使用 ... 表示不定長模板參數(shù)外， 函數(shù)參數(shù)也使用同樣的表示法代表不定長參數(shù)，這也就為我們簡單編寫變長參數(shù)函數(shù)提供了便捷的手段， 例如：

template<typename... Args> 
void printf(const std::string &str, Args... args);

其中，Args 與 args 分別代表模板與函數(shù)的變長參數(shù)集合， 稱之為參數(shù)包 (parameter pack)。參數(shù)包必須要和運(yùn)算符"..."搭配使用。

如何解參數(shù)包

長參數(shù)模板中，變長參數(shù)包無法如同一般參數(shù)在類或函數(shù)中使用；這個(gè)很好理解！

因?yàn)樵跅Ｖ校覀冃枰戎篮瘮?shù)有多少個(gè)參數(shù)，才可以入棧，但是我們不知道變長參數(shù)有多長，所以需要特殊手法！

sizeof()獲得函數(shù)參數(shù)個(gè)數(shù)

首先，我們可以使用 sizeof... 來計(jì)算參數(shù)的個(gè)數(shù)，：

template<typename... Ts>
void magic(Ts... args) 
{
    std::cout << sizeof...(args) << std::endl;
}

遞歸模板函數(shù)

遞歸去獲得所有參數(shù)，是非常容易想到的方法，這種方法不斷遞歸地向函數(shù)傳遞模板參數(shù)，進(jìn)而達(dá)到遞歸遍歷所有模板參數(shù)的目的。

printf 會不斷地遞歸調(diào)用自身：函數(shù)參數(shù)包 args... 在調(diào)用時(shí)， 會被模板類別匹配分離為 T value和 Args... args。 直到 args... 變?yōu)榭諈?shù)，則會與簡單的 printf(const char *s) 形成匹配，退出遞歸。

//遞歸模板函數(shù)
template<typename T0>
void printf1(T0 value)
{
    std::cout << value << std::endl;
}
template<typename T, typename... Ts>
void printf1(T value, Ts... args) 
{
    std::cout << value << std::endl;
    printf1(args...);
}
int RecursiveTemplateFunc() 
{
    printf1(1, 2, "123", 1.1);
    return 0;
}

變參模板展開

上面的遞歸很容易理解，但是比較繁瑣，那么還有沒有什么好方法呢？

在 C++17 中增加了變參模板展開的支持，于是你可以在一個(gè)函數(shù)中完 成 printf 的編寫：

//變參模板展開
template<typename T0, typename... T>
void printf2(T0 t0, T... t) 
{
    std::cout << t0 << std::endl;
    if constexpr (sizeof...(t) > 0) 
        printf2(t...);
}

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