使用C++11变长参数模板 处理任意长度、类型之参数
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使用C++11变长参数模板 处理任意长度、类型之参数
时间 2014-03-11 23:19:23 yanxiangtianji的专栏原文 http://blog.csdn.net/yanxiangtianji/article/details/21045525
主题 C++
变长模板、变长参数是依靠C++11新引入的参数包的机制实现的。
一个简单的例子是std::tuple的声明:
template <typename... Elements> class tuple;
这里的三个点“...”表示这个模板参数是变长的。
有了这个强大的工具,我们可以编写更加丰富的函数,例如任意类型参数的printf等。由于这个技术还比较新,还没有见到成熟的用法用例,我把我尝试的一些结果总结如下,希望对大家有帮助。
1,参数包
考虑到这个知识点很多朋友都不熟悉,首先明确几个概念:1,模板参数包(template parameter pack):
它指模板参数位置上的变长参数(可以是类型参数,也可以是非类型参数),例如上面例子中的 Elements。
2,函数参数包(function parameter pack):
它指函数参数位置上的变长参数,例如下面例子中的args,(ARGS是模板参数包):
template <typename ... ARGS> void fun(ARGS ... args)
在很多情况下它们是密切相关的(例如上面的例子),而且很多概念和用法也都一致,在不引起误解的情况下,后面我在讨论时会将他们合并起来讨论,或只讨论其中一个(另一个于此相同)。
注意:
模板参数包本身在模板推导过程中被认为是 一个 特殊的类型(函数参数包被认为是 一个 特殊类型的参数)。
一个包可以打包任意多数量的参数(包含0个)。
一般情况下 参数包必须在最后面,例如:
template <typename T, typename ... Args> void fun(T t,Args ... args);//合法 template <typename ... Args, typename T> void fun(Args ... args,T t);//非法
有一个新的运算符:sizeof...(T) 可以用来获知参数包中打包了几个参数,注意 不是 参数所占的字节数之和。
2,解包
在实际使用时,拿到一个复合而成的包对没有并没有什么用,我们通常需要获得它里面内一个元素的内容。解包是把参数包展开为它所表示的具体内容的动作。解包时采用“包扩展表达式”,就是包名加上三个点,如“Args...”。
例如:
假设我们有一个模板类Base:
template <typename ... Args> class D1 : public Base<A...>{}; 或 template <typename ... Args> class D2 : public Base<A>...{};
解包用两种常见的形式:
1,直接解包(上面第一个)
D1<X,Y,Z> 相当于 D1:public Base<X,Y,Z>
2,先参与其他表达式再解包(上面第二个)
D2<X,Y,Z> 相当于 D2: public Base<X>, Base<Y>, Base<Z>
直观上理解就是在...所在的位置将包含了参数包的表达式展开为若干个具体形式。
3,函数实例
一个常用的技巧是:利用模板推导机制,每次从参数包里面取第一个元素,缩短参数包,直到包为空。template <typename T> void fun(const T& t){ cout << t << '\n'; } template <typename T, typename ... Args> void fun(const T& t, Args ... args){ cout << t << ','; fun(args...);//递归解决,利用模板推导机制,每次取出第一个,缩短参数包的大小。 }
下面我以打印出一组参数为例,简单介绍一下变成参数函数怎么用。
方法一:
template <typename ... T> void DummyWrapper(T... t){}; template <class T> T unpacker(const T& t){ cout<<','<<t; return t; } template <typename T, typename... Args> void write_line(const T& t, const Args& ... data){ cout << t; DummyWrapper(unpacker(data)...);//直接用unpacker(data)...是非法的,(可以认为直接逗号并列一堆结果没有意义),需要包裹一下,好像这些结果还有用 cout << '\n'; }
推荐这种方法,虽然写起来麻烦一点,但是它在运行期的效率比较高(没有递归,顺序搞定,DummyWrapper的参数传递会被编译器优化掉),而且编译期的代价也不是很高(对于相同类型的子元素,unpacker<T>只需要特化出一份即可,但DummyWrapper需要根据参数类型特化很多版本)。
template <typename T> void _write(const T& t){ cout << t << '\n'; } template <typename T, typename ... Args> void _write(const T& t, Args ... args){ cout << t << ','; _write(args...);//递归解决,利用模板推导机制,每次取出第一个,缩短参数包的大小。 } template <typename T, typename... Args> inline void write_line(const T& t, const Args& ... data){ _write(t, data...); }
这种方法思路直观,书写便捷。但是运行时有递归,效率有所下降。编译时也需要生成不少版本的_write。
原载于 http://blog.csdn.net/yanxiangtianji
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