C++模板元 -- 变长参数模板

基础

变长参数模板的一般格式是：

// 编译递归的终止位置
template <T arg>
void foo(T arg) {
	// do something with arg
}

// 展开编译表达式
template <typename T, typename ...Args>
void foo(T arg, Args... args) {
    foo(arg, args...);
}

上述的代码中，需要有一个特化的函数，转么作为编译器递归终止的出口。在C++17以及以上的版本中，可以使用constexpr结合sizeof...关键字，实现模板编译器的递归。

给出代码示例，注意都是编译器展开的代码模板，而非运行期。

#include 
#include 

template <typename T, typename ...Args>
void Print(T&& arg, Args&&... args) {
    std::cout << arg << std::endl;
    if constexpr (sizeof...(args) > 0) {
        std::cout << "remaining args = " << sizeof...(args) << std::endl;
        Print(args...);
    }
}

int main() {
    Print(1, std::string("hello"), 3.14, 'c');
    return 0;
}

上述代码中，sizeof...计算的是剩余参数的数量，而if constexpr表示的编译器的条件判断。

注意一个点，上述的Print在函数体内部，必须是constexpr表达式内部，否则无法识别。因为constexpr是实际编译期间才会执行推导的部分

拓展

变长模板是可以执行编译期计算的，比如为参数添加上对应的值，代码示例：

#include 
#include 

template<typename T, typename ...Args>
void Print(T &&arg, Args &&... args) {
    std::cout << arg << std::endl;
    if constexpr (sizeof...(args) > 0) {
        Print(args...);
    }
}

template<typename... Args>
void PrintDouble(Args &&... args) {
    Print(args + args...); // 对应位置的参数相加
}

template<typename... Args>
void PrintAdd1(Args &&... args) {
    Print(args + 1 ...);  // 每个参数加1，不适合string
}

int main() {
    PrintDouble(1, std::string("hello"), 3.14);
    PrintAdd1(1, 3.14);
    return 0;
}

对于索引来说，同样适用，给个代码示例

#include 
#include 

template<typename T, typename... Args>
void Print(T &&arg, Args &&... args) {
    std::cout << arg << std::endl;
    if constexpr (sizeof...(args) > 0) {
        Print(args...);
    }
}

template<size_t... Idx, typename Container>
void PrintIdx(Container &&c) {
    Print(c[Idx]...);
}

int main() {
    std::vector<int> vec{0, 1, 2, 3, 4, 5};
    PrintIdx<0, 4, 2 ,3, 1>(vec);
    return 0;
}

参考

• https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/fold
• https://cloud.tencent.com/developer/article/1347876