link管理  ›  【C++】C++11可变参数模板（函数模板、类模板）_c++ 可变参数模板_Yngz_Miao的博客

考研的猕猴桃 2 年前

template<typename... Types>
其中，...可接纳的模板参数个数是0个及以上的任意数量，需要注意包括0个。
 
若不希望产生模板参数个数为0的变长参数模板，则可以采用以下的定义：
 
template<typename Head, typename... Tail>
本质上，...可接纳的模板参数个数仍然是0个及以上的任意数量，但由于多了一个Head类型，由此该模板可以接纳1个及其以上的模板参数。
 
函数模板的使用
 
在函数模板中，可变参数模板最常见的使用场景是以递归的方法取出可用参数：
 
void print() {}
template<typename T, typename... Types>
void print(const T& firstArg, const Types&... args) {
	std::cout << firstArg << " " << sizeof...(args) << std::endl;
	print(args...);
通过设置...，可以向print函数传递任意个数的参数，并且各个参数的类型也是任意。也就是说，可以允许模板参数接受任意多个不同类型的不同参数。这就是不定参数的模板，格外需要关注的是，...三次出现的位置。
 
如果如下调用print函数：
 
print(2, "hello", 1);
如此调用会递归将3个参数全部打印。细心的话会发现定义了一个空的print函数，这是因为当使用可变参数的模板，需要定义一个处理最后情况的函数，如果不写，会编译错误。这种递归的方式，是不是觉得很惊艳！
 
在不定参数的模板函数中，还可以通过如下方式获得args的参数个数：
 
sizeof...(args)
假设，在上面代码的基础上再加上一个模板函数如下，那么运行的结果是什么呢？
 
#include <iostream>
void print() {}
template<typename T, typename... Types>
void print(const T& firstArg, const Types&... args) {
	std::cout << firstArg << " " << sizeof...(args) << std::endl;
	print(args...);
template <typename... Types>
void print(const Types&... args) {
  std::cout << "print(...)" << std::endl;
int main(int argc, char *argv[]) {
	print(2, "hello", 1);
	return 0;
现在有一个模板函数接纳一个参数加上可变参数，还有一个模板函数直接接纳可变参数，如果调用print(2, “hello”, 1)，会发现这两个模板函数的参数格式都符合。是否会出现冲突、不冲突的话会执行哪一个呢？
 
运行代码后的结果为：
 
yngzmiao@yngzmiao-virtual-machine:~/test/$ ./main 
hello 1
从结果上可以看出，程序最终选择了一个参数加上不定参数的模板函数。也就是说，当较泛化和较特化的模板函数同时存在的时候，最终程序会执行较特化的那一个。
 
再比如一个例子，std::max函数只可以返回两个数的较大者，如果多个数，就可以通过不定参数的模板来实现：
 
#include <iostream>
template <typename T>
T my_max(T value) {
  return value;
template <typename T, typename... Types>
T my_max(T value, Types... args) {
  return std::max(value, my_max(args...));
int main(int argc, char *argv[]) {
  std::cout << my_max(1, 5, 8, 4, 6) << std::endl;
	return 0;
类模板的使用
 
除了函数模板的使用外，类模板也可以使用不定参数的模板参数，最典型的就是tuple类了。其大致代码如下：
 
#include <iostream>
template<typename... Values> class tuple;
template<> class tuple<> {};
template<typename Head, typename... Tail>
class tuple<Head, Tail...>
  : private tuple<Tail...>
  typedef tuple<Tail...> inherited;
  public:
    tuple() {}
    tuple(Head v, Tail... vtail) : m_head(v), inherited(vtail...) {}
    Head& head() {return m_head;}
    inherited& tail() {return *this;}
  protected:
    Head m_head;
int main(int argc, char *argv[]) {
	tuple<int, float, std::string> t(1, 2.3, "hello");
	std::cout << t.head() << " " << t.tail().head() << " " << t.tail().tail().head() << std::endl;
	return 0;
根据代码可以知道，tuple类继承除首之外的其他参数的子tuple类，以此类推，最终继承空参数的tuple类。继承关系可以表述为：
 
tuple<>
tuple<std::string>
  string "hello"
tuple<float, std::string>
  float 2.3
tuple<int, float, std::string>
  int 1
接下来考虑在内存中的分布，内存中先存储父类的变量成员，再保存子类的变量成员，也就是说，对象t按照内存分布来说；
 
┌─────────┐<---- 对象指针
|  hello  |
|─────────|
|  2.3    |
|─────────|
|  1      |
└─────────┘
这时候就可以知道下一句代码的含义了：
 
inherited& tail() {return *this;}
tail()函数返回的是父类对象，父类对象和子类对象的内存起始地址其实是一样的，因此返回*this，再强行转化为inherited类型。
 
当然，上面采用的是递归继承的方式，除此之外，还可以采用递归复合的方式：
 
template<typename... Values> class tup;
template<> class tup<> {};
template<typename Head, typename... Tail>
class tup<Head, Tail...>
  typedef tup<Tail...> composited;
  public:
    tup() {}
    tup(Head v, Tail... vtail) : m_head(v), m_tail(vtail...) {}
    Head& head() {return m_head;}
    composited& tail() {return m_tail;}
  protected:
    Head m_head;
    composited m_tail;
两种方式在使用的过程中没有什么区别，但C++11中采用的是第一种方式(递归继承)。
 
在上面的例子中，取出tuple中的元素是一个比较复杂的操作，需要不断地取tail，最终取head才能获得。标准库的std::tuple，对此进行简化，还提供了一些其他的函数来进行对tuple的访问。例如：
 
#include <iostream>
#include <tuple>
int main(int argc, char *argv[]) {
  std::tuple<int, float, std::string> t2(1, 2.3, "hello");
  std::get<0>(t2) = 4;                      // 修改tuple内的元素
  std::cout << std::get<0>(t2) << " " << std::get<1>(t2) << " " << std::get<2>(t2) << std::endl;    // 获取tuple内的元素
  auto t3 = std::make_tuple(2, 3.4, "World");         // make方法生成tuple对象
  std::cout << std::tuple_size<decltype(t3)>::value << std::endl;    // 获取tuple对象元素的个数
  std::tuple_element<1, decltype(t3)>::type f = 1.2;          // 获取tuple对象某元素的类型
	return 0;
C++标准库元组（tuple）源码浅析

                                    可变参数模板是C++11新增的最强大的特性之一，它对参数高度泛化，能够让我们创建可以接受可变参数的函数模板和类模板。在C++11之前，类模板和函数模板中只能包含固定数量的模板参数，可变模板参数无疑是一个巨大的改进，但由于可变参数模板比较抽象，因此使用起来需要一定的技巧。在C++11之前其实也有可变参数的概念，比如printf函数就能够接收任意多个参数，但这是函数参数的可变参数，并不是模板的可变参数。
                                    可变参数模板普通模板只可以采取固定数量的模板参数。然而，有时候我们希望模板可以接收任意数量的模板参数，这个时候可以采用可变参数模板。对于可变参数模板，其将包含至少一个模板参数包，模板参数包是可以接收0个或者多个参数的模板参数。相应地，存在函数参数包，意味着这个函数参数可以接收任意数量的参数。使用规则一个可变参数类模板定义如下：template<typename ... Types>
class Tu
                                    以下就是一个基本可变参数的函数模板.//Args是一个模板参数包,args是一个函数形参参数包. //声明一个函数形参参数包Args...args,其中这个形参参数包中可以包含0到任意个模板参数. template < class . . . Args > void ShouList(Args . . . args) {注意上面的参数args前面有省略号,所以它就是一个可变模板参数,我们将带省略号的参数称为"参数包",它里面包含了0到N个(N>>0)个模板参数.
                                    递归终止函数的参数可以为0,1,2或者多个（一般用到0个或1个），当参数包中剩余的参数个数等于递归终止函数的参数个数时，就调用递归终止函数，则函数终止。在c++11之前，类模板和函数模板只能含有固定数量的模板参数，c++11增加了可变模板参数特性允许模板定义中包含0到任意个模板参数。有两种展开参数包的方法（1）通过递归的模板函数来展开参数包；这种展开参数包的方式，不需要通过递归终止函数，而是直接在expand函数体内展开，printarg不是一个递归终止函数，只是一个处理参数包中每一个参数的函数。...
                                    由于是逗号表达式，在创建数组的过程中会先执行逗号表达式前面的部分printarg(args)打印出参数，也就是说在构造int数组的过程中就将参数包展开了，这个数组的目的纯粹是为了在数组构造的过程展开参数包。我们无法直接获取参数包args中的每个参数的，只能通过展开参数包的方式来获取参数包中的每个参数，这是使用可变模版参数的一个主要特点，也是最大的难点，即如何展开可变模版参数。的函数模板和类模板，相比C++98/03，类模版和函数模版中只能含固定数量的模版参数，可变模版参数无疑是一个巨大的改进。
                                    可变参数模板是模板编程时，模板参数（template parameter）的个数可变的情形，可变模板参数（variadic templates）是C++ 11新增的最强大的特性之一，它对参数进行高度泛化，它能表示0到任意个数、任意类型的参数。/*用宏的方式(/*用宏的方式)/*用宏的方式(/*用宏的方式,/*用宏的方式)/*用宏的方式+/*用宏的方式(/*用宏的方式,/*用宏的方式,/*用宏的方式)/*用宏的方式+/*用宏的方式add_2(/*用宏的方式。