可变参模板C++11

博主： peter
发布时间：2024 年 07 月 15 日
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445字数
分类：模板Template

> 英文：Variadic Templates ，C++11 允许模板定义中包含 0 ，到多个（任意个）模板参数。

# 一、可变参函数模板

## 1. 基本含义

可变参函数模板中，传递进来的一包实参怎样展开：**一般都采用递归函数的方式展开参数包**。

要展开，要求，在可变参函数模板代码中，`有一个参数包展开函数，以及 一个 同名的递归终止函数`。

```cpp
#include <iostream>
using namespace std;

//可变参函数模板
template <typename... T>  //...代表参数包  ...后面再加T
void myvtfunct(T... args) //T：一包类型，args：一包形参   ,T称为“可变参类型”,T中包含的是**0到多个不同的类型（一包类型）**
	                        //args称为一包/一堆 参数（函数模板的形参：0个到多个），每个参数的类型可以各不相同。
{
	cout << "-----------begin-----------" << endl;
	cout << sizeof...(args) << endl;   //收到的参数数量，sizeof...固定语法，C++11中引入，用于表示收到的模板参数个数或者类型数量。
	                                   //sizeof...针对的只能是这种...的可变参，后面圆括号中可以是函数模板的形参args，也可以是类型模板参数T.
	cout << sizeof...(T) << endl;      //收到的类型数量
	cout << "-----------end-----------" << endl;
}
//再实现一个同名的递归终止函数(这是个真正的函数)，位置放在  参数包展开函数 的前面
void myvtfunct() //这是个普通函数，而不是函数模板
{
	cout << "参数包展开时执行了递归终止函数myvtfunct()" << endl;
}

int main()
{
  myvtfunct();
	myvtfunct(10,20);
	myvtfunct(10, 25.8,"abc",68);
	//10和25.8指定为double类型
	myvtfunct<double,double>(10, 25.8, "abc", 68, 73); //指定部分类型，让编译器去推断另一部分类型，是允许的。
}

输出结果：
参数包展开时执行了递归终止函数myvtfunct()
-----------begin-----------
2
2
-----------end-------------
-----------begin-----------
4
4
-----------end-----------
-----------begin-----------
5
5
-----------end-----------
```

T...  代表可变参类型    args称为一包、一堆参数，**每个参数的类型可以各不相同**

sizeof...(args)  C++11中引入 收到模板参数的数量

**上面这个测试范例实际上无法将参数包进行展开!!**

## 2、将参数展开

```cpp

#include <iostream>
using namespace std;

//再实现一个同名的递归终止函数 要放到参数包展开的上面，放下面会编译报错,提示没找到myvtfunct1的重载函数
void myvtfunct1() //这是个普通函数，而不是函数模板
{
	cout << "参数包展开时执行了递归终止函数myvtfunct1()" << endl;
}
//先实现参数包展开函数
template <typename T,typename...U>//拆成一个和其余的
void myvtfunct1(T firstarg, U...otherargs)  //(10, "abc", 12.7);
{
    cout << "收到的参数值：" << firstarg << endl;
    myvtfunct1(otherargs...); //递归调用，注意塞进来的是一包形参，这里的...不能省略
}

int main()
{
	myvtfunct1(10, "abc", 12.7);
	return 0;
}

输出结果：
收到的参数值：10
收到的参数值：abc
收到的参数值：12.7
参数包展开时执行了递归终止函数myvtfunct1()
```

void myvtfunct1() 必须放void myvtfunct1(T firstarg, U...otherargs) 之前

实际每次调用myvtfunct 的效果如下：

a)myvtfunct(10, "abc", 12.7);

b)myvtfunct( "abc", 12.7);

c)myvtfunct(12.7);

d)myvtfunct();

**类模板的泛化版本，typename ... Args2必须写在最后面(且只有一个)，下面两种情况都会导致编译出错**

情况1：

template <typename ...Args1,typename ... Args2>

class myclasst2 {};

情况2：

template <typename ...Args, typename U>

class myclasst3 {};

## 3、 编译期间if语句（constexpr if)

针对上面代码，可以利用**C++17**进行代码优化

```cpp
//先实现参数包展开函数
template <typename T,typename...U>
void myvtfunct2(T firstarg, U...otherargs)  //(10, "abc", 12.7);
{
    cout << "收到的参数值：" << firstarg << endl;
    //myvtfunct(otherargs...); //递归调用，注意塞进来的是一包形参，这里的...不能省略
    if constexpr (sizeof...(otherargs) > 0) //constexpr必须有否则无法成功编译，圆括号中是常量表达式。
    {
        myvtfunct2(otherargs...); //递归调用，注意塞进来的是一包形参，这里的...不能省略
    }
    else
    {
        //不需要做什么，其实整个else都可以省略不写。
    }
}

int main()
{

myvtfunct2(10, "abc", 12.7);//g++ 2_4.cpp -std=c++17
    return 0;
}

输出结果：
收到的参数值：10
收到的参数值：abc
收到的参数值：12.7
```

**使用if constexpr的话就不用写递归终止函数**

可以使用dumpbin工具查看.o文件 生成的会是三个myvtfunct2形参数量不一样的函数

### 深入认识if constexpr

a)不满足条件的分支，也同样会被编译器编译(被编译器进行语法检查）。

b)if constexpr所指定的条件必须是常量：理解成普通if语句，只是判断条件从执行期间挪到了编译期间

总结：if constexpr的存在，完善了模板与泛型编程中的程序执行路径选择问题。

# 二、可变参重载

一般来说，调用普通函数和调用函数模板都合适的时候，编译器优先选择普通函数。

```cpp

template<typename... T>
void myfunc3(T... arg)
{
    cout << "myfunc3(T... arg)执行了!" << endl;
}

template<typename... T>
void myfunc3(T*... arg)
{
    cout << "myfunc3(T*... arg)执行了!" << endl;
}

void myfunc3(int arg)
{
    cout << "myfunc3(int arg)执行了!" << endl;
}

int main()
{
	myfunc3(NULL);  // void myfunc(int arg)
	myfunc3(nullptr); //nullptr是空指针  void myfunc(T... arg)
	myfunc3((int *)nullptr);//void myfunc(T*... arg)
	return 0;
}

输出结果：
myfunc3(int arg)执行了!
myfunc3(T... arg)执行了!
myfunc3(T*... arg)执行了!
```

# 三、递归形式展开参数包

递归组合或者递归继承方式展开参数包

最后修改：2025 年 07 月 01 日

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可变参模板C++11

peter • 2024 年 07 月 15 日

> 英文：Variadic Templates ，C++11 允许模板定义中包含 0 ，到多个（任意个）模板参数。

# 一、可变参函数模板

## 1. 基本含义

可变参函数模板中，传递进来的一包实参怎样展开：**一般都采用递归函数的方式展开参数包**。

要展开，要求，在可变参函数模板代码中，`有一个参数包展开函数，以及 一个 同名的递归终止函数`。

```cpp
#include <iostream>
using namespace std;

T...  代表可变参类型    args称为一包、一堆参数，**每个参数的类型可以各不相同**

sizeof...(args)  C++11中引入 收到模板参数的数量

**上面这个测试范例实际上无法将参数包进行展开!!**

## 2、将参数展开

```cpp

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	myvtfunct1(10, "abc", 12.7);
	return 0;
}

输出结果：
收到的参数值：10
收到的参数值：abc
收到的参数值：12.7
参数包展开时执行了递归终止函数myvtfunct1()
```

void myvtfunct1() 必须放void myvtfunct1(T firstarg, U...otherargs) 之前

实际每次调用myvtfunct 的效果如下：

a)myvtfunct(10, "abc", 12.7);

b)myvtfunct( "abc", 12.7);

c)myvtfunct(12.7);

d)myvtfunct();

**类模板的泛化版本，typename ... Args2必须写在最后面(且只有一个)，下面两种情况都会导致编译出错**

情况1：

template <typename ...Args1,typename ... Args2>

class myclasst2 {};

情况2：

template <typename ...Args, typename U>

class myclasst3 {};

## 3、 编译期间if语句（constexpr if)

针对上面代码，可以利用**C++17**进行代码优化

int main()
{

myvtfunct2(10, "abc", 12.7);//g++ 2_4.cpp -std=c++17
    return 0;
}

输出结果：
收到的参数值：10
收到的参数值：abc
收到的参数值：12.7
```

**使用if constexpr的话就不用写递归终止函数**

可以使用dumpbin工具查看.o文件 生成的会是三个myvtfunct2形参数量不一样的函数

### 深入认识if constexpr

a)不满足条件的分支，也同样会被编译器编译(被编译器进行语法检查）。

b)if constexpr所指定的条件必须是常量：理解成普通if语句，只是判断条件从执行期间挪到了编译期间

总结：if constexpr的存在，完善了模板与泛型编程中的程序执行路径选择问题。

# 二、可变参重载

一般来说，调用普通函数和调用函数模板都合适的时候，编译器优先选择普通函数。

```cpp

template<typename... T>
void myfunc3(T... arg)
{
    cout << "myfunc3(T... arg)执行了!" << endl;
}

template<typename... T>
void myfunc3(T*... arg)
{
    cout << "myfunc3(T*... arg)执行了!" << endl;
}

void myfunc3(int arg)
{
    cout << "myfunc3(int arg)执行了!" << endl;
}

int main()
{
	myfunc3(NULL);  // void myfunc(int arg)
	myfunc3(nullptr); //nullptr是空指针  void myfunc(T... arg)
	myfunc3((int *)nullptr);//void myfunc(T*... arg)
	return 0;
}

输出结果：
myfunc3(int arg)执行了!
myfunc3(T... arg)执行了!
myfunc3(T*... arg)执行了!
```

# 三、递归形式展开参数包

递归组合或者递归继承方式展开参数包

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