C 可變引數模板

2021-10-14 05:38:44 字數 4188 閱讀 9194

乙個可變引數模板(variadic template)就是乙個接受可變數目引數的函式模板或類模板。

可變數目的引數被稱為引數包(parameter packet)。

存在兩種引數包：模板引數包(template parameter packet)，表示0個或多個模板引數；函式引數包(function parameter packet)，表示0個或多個函式引數。

採用省略號(…)的形式來指出這是乙個引數包。

在模板引數列表中，class…或typename…指出接下來的引數表示0個或多個型別的列表。乙個型別名後面跟省略號(t…)表示0個或多個給定型別t的非型別引數的列表。在函式引數列表中，如果乙個引數的型別是乙個模板引數包，則此引數也是乙個函式引數包。

eg:

//args 是乙個模板引數包；rest是乙個函式引數包  


//args 表示0個或多個模板引數型別 


//rest 表示0個或多個函式引數 


template


<


typename t,


typename..


. args>


void


foo(


const t &t,


const args&..


. rest)


;
宣告了foo函式是乙個可變引數函式模板，它有乙個名為t的型別引數和乙個名為args的模板引數包。

template


<


typename t,


typename..


. args>


void


foo(


const t &t,


const args&..


. rest)


void


test01()
結果：

編譯器為foo例項化了兩個不同的版本：

void


foo(


const


int&


,const string&


,const


int&


,const


double&)


;void


foo(


const


char[3


]&);
每個例項的t型別都是第乙個實參的型別，剩下的是引數包。

sizeof...運算子可以用來檢視包中元素個數。

通過遞迴呼叫實現可變引數函式print.

template


<


typename t>


ostream&


print


(ostream &os,


const t &t)


template


<


typename t,


typename..


. args>


ostream&


print


(ostream &os,


const t &t,


const args&..


. rest)


void


test02()
結果：

第乙個版本的print是乙個普通的函式模板，它接受乙個輸出流和乙個t型別，其的功能是輸出t，並返回輸出流的引用。其負責終止遞迴並列印初始呼叫中的最後乙個實參。

第二個版本是乙個可變引數函式模板，它列印繫結到t的實參，並呼叫自身列印引數包中剩下的值。

在每一次呼叫

return


print


(os, rest...


);
時，rest中的第乙個包中的實參被繫結到t，剩下的形成下乙個print呼叫的引數包。

那麼，在呼叫

print


(cout,i,s,


42,d,


'\n'


);
時，會發生如下遞迴呼叫：呼叫t

rest…

print(cout,i,s,42,d,』\n』)

is,42,d,』\n』

print(cout,s,42,d,』\n』)

s42,d,』\n』

print(cout,42,d,』\n』)

42d,』\n』

print(cout,d,』\n』)

d『\n』

print(cout,』\n』) 呼叫普通版本

對於最後一次呼叫，編譯器會選擇更加特化的普通版本。

注意：普通版本和可變引數版本要在同一作用域，否則會無限遞迴。

對於乙個引數包，除了獲取其大小以外，唯一能對其進行的操作就是展開(expand)它。當展開乙個包時，我們要提供用於每個擴充套件元素的模式(pattern)。展開乙個包就是將它分解成構成的元素，對每個元素應用模式，獲得展開後的列表。通過在模式右邊放乙個省略號(…)來觸發展開操作。

eg:

template


<


typename t,


typename..


. args>


//展開args


ostream&


print


(ostream &os,


const t &t,


const args&..


. rest)


//展開rest
第乙個展開操作展開模板引數包，為print生成函式引數列表。第二個擴充套件操作出現在對print的呼叫中。此模式為print呼叫生成實參列表。

對args的展開中，編譯器將模式const args& 應用到模板引數包args中的每個元素。因此，此模式的擴充套件結果是乙個逗號分隔的0個或多個型別的列表，每個型別形如const type& 。

例如：

print


(cout,i,s,


42,d,


'\n');


//引數包大小為4
最後4個實參的型別和模式一起確定了未知引數的型別。此呼叫被例項化為：

ostream&


print


(ostream &


,const


int&


,const string&


,const


int&


,const


double&,


const


char&)


;
第二個擴充套件發生在對print的遞迴呼叫中。在此情況下，模式是函式引數包的名字(即rest)。此模式擴充套件出乙個由包中元素組成的、逗號分隔的列表。因此，這個呼叫等價於

print


(os,s,


42,d,


'\n'


);
使用較為複雜的擴充套件模式。

//... print 的兩個版本


此處使用的模式是ossprint(rest)，這個模式表示對包中的每乙個元素呼叫ossprint。


注意省略號的位置。是在ossprint(rest)…而不是ossprint(rest…)，其原因是ossprint並不接受乙個可變引數包，它只會接受乙個普通型別引數。


《c++ primer 第5版》


 
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