技術標籤：C++ 程式設計

【導讀】：C++ 可變引數模板對引數進行了高度泛化，它能表示0到任意個數、任意型別的引數。相比C++98/03，類模版和函式模版中只能含固定數量的模版引數，可變模版引數無疑是一個巨大的改進。然而由於可變模版引數比較抽象，使用起來需要一定的技巧，所以它也是C++11中最難理解和掌握的特性之一。那麼請大家跟隨小編，一起來學習吧。

以下是正文

概述

在C++11之前，類模板和函式模板只能含有固定數量的模板引數。C++11增強了模板功能，允許模板定義中包含0到任意個模板引數，這就是可變引數模板。

可變引數模板和普通模板的語義是一樣的，只是寫法上稍有區別，宣告可變引數模板時需要在typename或class後面帶上省略號“…”：

//T叫模板引數包，args叫函式引數包template<class ... T> void func(T ... args){//可變引數模板函式}func();    // OK：args不含有任何實參func(1);    // OK：args含有一個實參：intfunc(2, 1.0);   // OK：args含有兩個實參int和double

T叫模板引數包，args叫函式引數包。

省略號“…”的作用有兩個：

（1）宣告一個引數包，這個引數包中可以包含0到任意個模板引數

（2）在模板定義的右邊，可以將引數包展開成一個一個獨立的引數

可變引數模板函式

可變引數模板函式的定義

一個可變引數模板函式的定義如下：

#include <iostream>using namespace std;template<class ... T> void func(T ... args){//可變引數模板函式    //sizeof...（sizeof後面有3個小點）計算變參個數    cout << "num = " << sizeof...(args) << endl;}int main(){    func();     // num = 0    func(1);    // num = 1    func(2, 1.0);   // num = 2
 
    return 0;}

執行結果如下：
引數包的展開

遞迴方式展開

通過遞迴函式展開引數包，需要提供一個引數包展開的函式和一個遞迴終止函式。

#include <iostream>using namespace std;//遞迴終止函式void debug(){    cout << "empty\n";}//展開函式template <class T, class ... Args>void debug(T first, Args ... last){    cout << "parameter " << first << endl;    debug(last...);}int main(){    debug(1, 2, 3, 4);    return 0;}

執行結果如下：

遞迴呼叫過程如下：

debug(1, 2, 3, 4);debug(2, 3, 4);debug(3, 4);debug(4);debug();

通過可變引數模板實現列印函式：

#include <iostream>#include <stdexcept>using namespace std;void Debug(const char* s){    while (*s)    {        if (*s == '%' && *++s != '%')        {            throw runtime_error("invalid format string: missing arguments");        }        cout << *s++;    }}template<typename T, typename... Args>void Debug(const char* s, T value, Args... args){    while (*s)    {        if (*s == '%' && *++s != '%')        {            cout << value;            return Debug(++s, args...);        }        cout << *s++;    }    throw runtime_error("extra arguments provided to Debug");}
int main(){    Debug("a = %d, b = %c, c = %s\n", 250, 'm', "mike");    return 0;}

執行結果如下：

非遞迴方式展開

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#include <iostream>using namespace std;template <class T>void print(T arg){    cout << arg << endl;}template <class ... Args>void expand(Args ... args){    int a[] = { (print(args), 0)... };}int main(){    expand(1, 2, 3, 4);    return 0;}

執行結果如下：

expand函式的逗號表示式：(print(args), 0)， 也是按照這個執行順序，先執行print(args)，再得到逗號表示式的結果0。

同時，通過初始化列表來初始化一個變長陣列，{ (print(args), 0)… }將會展開成( (print(args1), 0), (print(args2), 0), (print(args3), 0), etc…), 最終會建立一個元素只都為0的陣列int a[sizeof…(args)]。

可變引數模板類

繼承方式展開引數包

可變引數模板類的展開一般需要定義2 ~ 3個類，包含類宣告和特化的模板類：

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#include <iostream>#include <typeinfo>using namespace std;template<typename... A> class BMW{};  // 變長模板的宣告template<typename Head, typename... Tail>  // 遞迴的偏特化定義class BMW<Head, Tail...> : public BMW<Tail...>{//當例項化物件時，則會引起基類的遞迴構造public:    BMW()    {        printf("type: %s\n", typeid(Head).name());    }    Head head;};template<> class BMW<>{};  // 邊界條件int main(){    BMW<int, char, float> car;    return 0;}

執行結果如下：

模板遞迴和特化方式展開引數包

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#include <iostream>using namespace std;template <long... nums> struct Multiply;// 變長模板的宣告template <long first, long... last>struct Multiply<first, last...> // 變長模板類{    static const long val = first * Multiply<last...>::val;};template<>struct Multiply<> // 邊界條件{    static const long val = 1;};int main(){    cout << Multiply<2, 3, 4, 5>::val << endl; // 120    return 0;}

執行結果如下：

- EOF -