C++2.0——語言新特性之Variadic Templates

&動感超人發表於2020-10-09
C++

variadic template 特性本身是一個很自然的需求，它完善了 C++ 的模板設計手段。原來的模板引數可以使類和函式的引數型別“任意化”，如果再加上“引數個數的任意化”，那麼在引數方面的設計手段就基本上齊備了，有了variadic template 顯然可以讓設計出來的函式或是類有更大的複用性。因為有很多處理都是與“處理物件的個數”關係不大的，比如說打屏（printf），比如說比較大小（max，min），比如函式繫結子（bind，function要對應各種可能的函式就要能“任意”引數個數和型別）。如果不能對應任意個引數，那麼就總會有人無法重用已有的實現，而不得不再重複地寫一個自己需要的處理，而共通庫的實現者為了儘可能地讓自己寫的類（函式）能複用在更多的場景，也不得不重複地寫很多的程式碼或是用詭異的技巧，巨集之類的去實現有限個“任意引數”的對應。

語法

void print() 
{
}

template <typename T,typename... Types>
void print(const T& firstArg,const Types&... args) 
{
    cout << firstArg << " sizeof(args) " << sizeof...(args) << endl;
    print(args...);
}

模板引數Types：在模板引數 Types 左邊出現省略號 ... ，就是表示 Types 是一個模板引數包（template type parameter pack）

函式引數args：函式引數args的型別定義一個模板引數包，args是一個可變引數

函式實參args：args是一個可變引數，省略號...出現在其後

sizeof...(args)：計算不定模板引數的個數

使用

1. 利用 variadic template 實現printf：

void printf(const char *s)
{
    while (*s) {
        if (*s == '%') {
            if (*(s + 1) == '%') {
                ++s;
            }
            else {
                throw std::runtime_error("invalid format string: missing arguments");
            }
        }
        std::cout << *s++;
    }
}
 
template<typename T, typename... Args>
void printf(const char *s, T value, Args... args)
{
    while (*s) {
        if (*s == '%') {
            if (*(s + 1) == '%') {
                ++s;
            }
            else {
                std::cout << value;
                // call even when *s == 0 to detect extra arguments
                printf(s + 1, args...);
                return;
            }
        }
        std::cout << *s++;
    }
    throw std::logic_error("extra arguments provided to printf");
}

2. 利用遞迴繼承和variadic template 實現 tuple：

template<typename... Elements> class tuple;
template<typename Head, typename... Tail>
class tuple<Head, Tail...> : private tuple<Tail...> {
    Head head;
public:
    /* implementation */
};
template<>
class tuple<> {
    /* zero-tuple implementation */
};

VS2015的測試資訊：

	tuple<int, float, string> t(1,2.1,"test");

	cout << t._Myfirst._Val << endl;
	cout << t._Get_rest()._Myfirst._Val << endl;
	cout << t._Get_rest()._Get_rest()._Myfirst._Val << endl;

輸出：

參考文章：

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