C++11变长模板解析（深入理解C++11）

参考自：深入理解C++11

变长模版：

      变长函数和变长的模版参数

       变长函数：

       double sum(int n, ...)//求n个double数据之和

{

    double sum = 0;

    va_list args;//接受输入数据的数据结构，需声明stdarg.h，

    va_start(args,n); //初始化数据

    while (n>0)

    {

        sum += va_arg(args,double); //将args中的数据一一取出，每隔sizeof(double)取一次数，再求和

        --n;

    }

    va_end(args);

    return sum;

}

         变长的模版参数：

         pair<int,double> PairNum

    std::tuple<>double,char, int, std::string> collections

变长模版：模版参数包和函数参数包

         模版参数包：

         变长类模版：

                   template<typename...Elements>classtuple;

        在标识符Elements之前使用了省略号…来表示该参数是变长的。Elements被称作三一个“模版参数包”。这样tuple 就可以接受任意多个参数作为模版参数。其实例化的tuple模版类：

        tuple<int ,char,double>

    编译器则可以将多个模版参数打包成大哥的模版参数包Elements,即Elements在进行模版推导的时候，就是一个包含int,char,double三种类型类型集合。

        也可以声明非类型的模版参数包，如：

        template<int …A>classNonTypeVariadicTemplate{}

        NonTypeVariadicTemplate<1,2,3>ntvt;

    就是定义了个：

    template<int，int,int>class NonTypeVariadicTemplate{}

        NonTypeVariadicTemplate<1,2,3>ntvt;

 

一个模版参数包在模版推导的时候会被认为是模版的单个参数。为了使用模版参数包，我们总是需要将其解包（Unpack）。在C++11中，这通常需要通过一个名为包扩展的表达式来完成：

         template <typename …A>classTemplate:private B<A…>{};

         式中的表达式A…就是一个包扩展。这样参数包会在包扩展的位置展开为多个参数。如：

         template<typenameT1, typenameT2>classB{};

template<typename ...A>classTemplate :privateB<A...>{};

Template<X,Y> xy;

这样，我们为类模版声明了一个参数包A,而使用参数包A…则是在Template的私有基类B<A…>中，那么最后一个表达式就声明了一个基类为B<X,Y>的模版类Template<X,Y>的对象xy。基类B总是接受两个参数，如果参数包的参数个数大于两个，我们在进行模版推导的时候就会发生错误。

事实上，C++11就给出了解决的办法。实现tuple模版的方式给出了一种使用模版参数包的答案。

    template<typename...Elements>classtuple ;//变长模版声明

    //递归的偏特化定义

template<typenameHead, typename ...Tail>classtuple<Head,Tail...> :privatetuple < Tail... > {Head head; };

template <> classtuple<> {};//边界条件

 

如我们实例化tuple<double,int,char,float>,则我们需要构造tuple<int,char,float>,然后将设置head为double型。依次构造tuple<char,float>和设置int head,tuple<float>，char head,tuple<> float head;这样就完成了实例化。

template<long...nums>struct Multiply;

 

template<longfirst,long ... last>

struct Multiply<first,last...>

{

            static const long val =first*Multiply<last...>::val;

};

template<> structMultiply < > { static const longval = 1; };

 

 

         函数参数包：

       template<typename...T>void f(T...args);

    T为变长模板参数，args则是对应于这些变长类型的数据，即函数参数包。C++11中，要去函数参数包必须唯一而且是函数的最后一个参数（模板参数包没有这样的要求）。

void Printf(const char *s)

{

    while (*s)

    {

        if (*s =='%'&&*++s !='%')

        {

            throw runtime_error("invalid formatstring: missing arguments");

        }

        cout << *s++;

    }

}

 

 

template<typenameT,typename...Args>

void Printf(const char *s, T value, Args... args)

{

    while (*s)

    {

        if (*s=='%'&&*++s!='%')

        {

            cout << value;

            return Printf(++s, args...);

        }

        cout << *s++;

    }

    throw runtime_error("extraarguments provided to Printf");

}

int main()

{

    Printf("hello %s\n",std::string("world"));

    return 0;

}

相比于变长函数，变长函数模板不会丢弃参数的类型信息。因此重载的cout总是可以将具有类型的变量正确的打印出来。这就是变长模板函数强于变长函数的地方。

 

C++11定义了七种参数包可以展开的位置：

1. 表达式

2.      初始化列表

3.      基类描述列表

4.      类成员初始化列表

5.      模板参数列表

6.      通用属性列表

7.      Lambda函数的捕捉列表

如果我们生命Arg为参数包，那么可以使用Arg&&…这样的包扩展表达式，其解包后等价于Arg1&&,…,Argn&&(Arg1为包中的第一个参数，Argn为包中的第n个参数)。

        

1.      template<typename…A>classT:private B<A>…{};

2.      template<typename…A>classT:private B<A…>{};

同样实例化T<X,Y>;

1解包后为classT<X,Y>：private B<X>,private B<Y>{};

2解包后为classT<X,Y>：private B<X, Y>{};

 

操作符sizeof…,其作用是计算参数包中的参数个数。