省略号和可变参数模板

  • 项目

本文演示了如何借助 C++ 可变参数模板使用省略号 (...)。 省略号在 C 和 C++ 中具有许多用途。 这些包括函数的变量参数列表。 C 运行库的 printf() 函数是一种最常见的示例。

variadic 模板是支持任意数量的参数的类或函数模板。 此机制对 C++ 库开发人员尤其有用，因为您可以将其应用于类模板和函数模板，从而提供一系列类型安全和重要功能以及灵活性。

语法

可变参数模板用两种方法使用省略号。 参数名称的左侧表示参数包，参数名称的右侧将参数包扩展为单独的名称。

以下是可变参数模板类定义语法的基本示例：

template<typename... Arguments> class classname;

如以下示例所示，对于参数装箱和展开，可以根据您的喜好在省略号周围添加空白，例如：

template<typename ...Arguments> class classname;

或为：

template<typename ... Arguments> class classname;

请注意本文使用的是显示在第一个例子中约定(该省略号附加于typename).

在前面的示例中，Arguments 是参数包。 类 classname 可以接受参数数目可变，例如以下示例：

template<typename... Arguments> class vtclass;

vtclass< > vtinstance1;
vtclass<int> vtinstance2;
vtclass<float, bool> vtinstance3;
vtclass<long, std::vector<int>, std::string> vtinstance4;

通过使用可变参数模板类定义，您还可以要求至少一个参数。

template <typename First, typename... Rest> class classname;

以下是可变参数模板函数语法的基本示例：

template <typename... Arguments> returntype functionname(Arguments... args);

如下一节“了解可变参数模板”所示，Arguments 参数包展开使用。

variadic 模板函数语法还可能有其他形式，包括不限制于：

template <typename... Arguments> returntype functionname(Arguments&... args); 
template <typename... Arguments> returntype functionname(Arguments&&... args);
template <typename... Arguments> returntype functionname(Arguments*... args);

还允许使用类似 const 的说明符：

template <typename... Arguments> returntype functionname(const Arguments&... args);

按照可变参数模板类的定义，您可以创建需要至少一个参数的函数：

template <typename First, typename... Rest> returntype functionname(const First& first, const Rest&... args);

可变模板使用 sizeof...() 运算符（与更早的 sizeof() 运算符不相关）：

template<typename... Arguments>
void tfunc(const Arguments&... args)
{
    const unsigned numargs = sizeof...(Arguments);

    X xobj[numargs]; // array of some previously defined type X

    helper_func(xobj, args...);
}

更多有关省略号位置

过去，本文介绍了定义参数装箱和展开“在参数名称左侧的省略号位置，它表示参数，包，并在参数名称右侧，其展开参数装箱到单独的名称”。 这是技术上为 true，但可能会费一番功夫在转换代码。 请考虑：

  • 模板参数列表(template <parameter-list>), typename... 介绍了模板参数包。

  • 在参数声明语句(func(parameter-list))，“顶层”省略号介绍函数参数包，并且该省略号地位是很重要的

    // v1 is NOT a function parameter pack:
template <typename... Types> void func1(std::vector<Types...> v1); 

// v2 IS a function parameter pack:
template <typename... Types> void func2(std::vector<Types>... v2);

  • 如果省略号在参数名之后出现，则具有参数 pack 展开。

示例

一种阐明 variadic 模板功能框架的好方法是在 printf 一些功能的重新写入中使用：

#include <iostream>

using namespace std;

void print() {
    cout << endl;
}

template <typename T> void print(const T& t) {
    cout << t << endl;
}

template <typename First, typename... Rest> void print(const First& first, const Rest&... rest) {
    cout << first << ", ";
    print(rest...); // recursive call using pack expansion syntax
}

int main()
{
    print(); // calls first overload, outputting only a newline
    print(1); // calls second overload
    
    // these call the third overload, the variadic template, 
    // which uses recursion as needed.
    print(10, 20);
    print(100, 200, 300);
    print("first", 2, "third", 3.14159);
}

Output

1
10, 20
100, 200, 300
first, 2, third, 3.14159

备注

合并变参数模板函数的大多数实现使用某种形式的递归，但是它与传统递归稍有不同。传统递归涉及使用与函数相同的签名调用函数。（可以重载或模板化，但每次都要选择相同的签名。）可变递归使用不同（几乎总是减少）数目的参数调用可变函数模板，因此每次都抹去不同的签名。仍需要“基用例”，但是，递归性质是不同的。

请参见

参考

省略号 (...)