C++11的可变参数模板 (Variadic Templates) 是如何工作的?如何使用递归解包一个参数包 (parameter pack)?
什么是可变参数模板?
核心语法是省略号 ...
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模板参数包 (Template Parameter Pack):用于表示零个或多个模板参数
c++template<typename... Args> // Args 是一个模板参数包 -
函数参数包 (Function Parameter Pack):用于表示零个或多个函数参数
c++void my_func(Args... args); // args 是一个函数参数包 -
一个可以接受任何参数的函数模板可以这样声明:
c++template<typename... Args> void print(Args... args) { // 如何处理 args... ? }可以用
sizeof...(Args)或sizeof...(args)来获取参数包中的参数数量
如何使用参数包?
参数包不像一个普通的容器,不能 在C++11中直接用下标(如 args[0])来访问其中的元素。必须通过一种称为**"包展开" (Pack Expansion)** 的模式来使用它
包展开就是用 ... 将参数包"解开",并应用到某个模式上。最经典、最基础的解包方式就是递归
递归解包的思路是:每次处理参数包中的第一个元素,然后用剩余的元素递归调用自身,直到参数包为空
- 一个递归终止函数(基础情况),用于处理参数包为空时的调用
- 一个可变参数模板函数(递归步骤),用于处理参数包中至少有一个参数的情况
c++
#include <iostream>
// 1. 递归终止函数 (Base Case)
// 当参数包为空时,这个版本的print()会被调用,递归结束。
void print() {
std::cout << std::endl;
}
// 2. 可变参数模板函数 (Recursive Step)
template<typename T, typename... Args>
void print(T first, Args... rest) {
// (A) 处理当前第一个参数
std::cout << first << " ";
// (B) 将剩余的参数包(rest)展开,递归调用print函数
print(rest...);
}
int main() {
std::cout << "Calling print with multiple arguments:\n";
print(10, 3.14, "C++11", 'a');
std::cout << "\nCalling print with a single argument:\n";
print("Hello");
std::cout << "\nCalling print with no arguments:\n";
print(); // 直接调用基础版本
}
/*
Calling print with multiple arguments:
10 3.14 C++11 a
Calling print with a single argument:
Hello
Calling print with no arguments:
*/
递归调用过程分析:
调用 print(10, 3.14, "C++11", 'a') 时,实际发生了一系列调用:
bash
print(10, 3.14, "C++11", 'a')
T是int,first是10。Args...是double, const char*, char,rest...是3.14, "C++11", 'a'。- 打印
10,然后调用print(3.14, "C++11", 'a')。
bash
print(3.14, "C++11", 'a')
T是double,first是3.14。Args...是const char*, char,rest...是"C++11", 'a'。- 打印
3.14,然后调用print("C++11", 'a')。
bash
print("C++11", 'a')
T是const char*,first是"C++11"。Args...是char,rest...是'a'。- 打印
"C++11",然后调用print('a')。
bash
print('a')
T是char,first是'a'。Args...是空的,rest...也是空的。- 打印
'a',然后调用print()。
scss
print()
- 匹配到基础版本
void print(),打印一个换行符,递归结束