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C++0x 学习笔记之 Variadic Templates

Posted on 2011-05-04 23:28  feng wang  阅读(1736)  评论(1编辑  收藏  举报

http://feng.free.lc/?p=28

Variadic Templates 的引入,消去了烦冗的模板特化。 一个例子:

#include <iostream>

double do_sum()
{
    return 0;
}

template< typename T, typename... Args >
double do_sum( T&& t, Args&& ... args )
{
    return t + do_sum( args... );
}

int main()
{

    std::cout << do_sum( 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 )
              << std::endl;

    return 0;
}
这里需要注意的有两点:
  • double do_sum() 这个函数必须在变长模板函数 double do_sum( T&& t, Args&& ... args ) 之前声明
  • 变长模板函数实现中必须使用另外一个函数递归实现
另外要看到,在变长模板函数声明中使用 ... 的方法
  • 模板上用的是 template< typename... Args>
  • 函数参数中用的是 double do_sum(Arg ... arg)
  • 函数体中用的是 do_sum(arg...)

大致可以看出,有 typename 的时候 .. 跟 typename 后边,否则跟在 Arg 后边,最后则是在参数 arg 后边  

如果需要知道到底传入了多少个参数可以这样来  

template<typename ... Args>
std::size_t how_many_args(Args ... args)
{
    return sizeof...(args);
}

  variadic template 基本使用到这里就差不多了,下边的内容略略而过即可  

再次注意这个 ...,来个稍微有点复杂的

template<typename... T>
void f(T (* ...t)(int, int));
int add(int, int);
float subtract(int, int);
void g()
{
    f(add, subtract);
}
再来一个多继承
template<typename... Mixins>
class X : public Mixins...
{
  public:
    X(const Mixins&... mixins)
    : Mixins(mixins)... { }
};
  整数也是可以放在 variadic template 上的
template<class... Types> class Tuple;
// Types is a template type parameter pack
 template<class T, int... Dims> struct multi array;
// Dims is a non-type template parameter pack
缺省template参数也是可以的,比如
template<class T = char> class String;
String<>* p; // OK: String<char>
String* q; // syntax error
template<typename ... Elements> class Tuple;
Tuple<>* t; // OK: Elements is empty
Tuple* u; // syntax error
  还有 template template 的这种  
template<class T> class A { /* ... */ };
template<class T, class U = T> class B { /* ... */ };
template<class... Types> class C { /* ... */ };
template<template<class> class P> class X { /* ... */ };
template<template<class...> class Q> class Y { /* ... */ };
X<A> xa; // okay
X<B> xb; // ill-formed: default arguments for the parameters of a template template argument are ignored
X<C> xc; // ill-formed: a template parameter pack does not match a template parameter
Y<A> ya; // ill-formed: a template parameter pack does not match a template parameter
Y<B> yb; // ill-formed: a template parameter pack does not match a template parameter
Y<C> yc; // okay
  也特别注意 Y<B> 和 X<B> 无论哪个都不能通过。这是因为在 template 中,模板类型顺序是不可以搞错的,比如:
template<class T1, class T2>
struct A {
void f1();
void f2();
};
template<class T2, class T1>
void A<T2,T1>::f1() { } // OK
template<class T2, class T1>
void A<T1,T2>::f2() { } // erro
于是同样就有
template<class... Types> struct B {
void f3();
void f4();
};
template<class... Types>
void B<Types...>::f3() { } // OK
更详细的有
template<class X, class Y> X f(Y);
template<class X, class Y, class... Z> X g(Y);

int i = f<int>(5.6); // Y is deduced to be double
int j = f(5.6); // ill-formed: X cannot be deduced
f<void>(f<int, bool>); // Y for outer f deduced to be
                      // int (*)(bool)
f<void>(f<int>); // ill-formed: f<int> does not denote a
                // single function template specialization
int k = g<int>(5.6); // Y is deduced to be double, Z is deduced to an empty sequence
f<void>(g<int, bool>); // Y for outer f deduced to be
                       // int (*)(bool), Z is deduced to an empty sequence
  注意这种特化
template<typename...>
struct Tuple { };
template<typename... Types>
void g(Tuple<Types...>); // #1
template<typename T1, typename... Types>
void g(Tuple<T1, Types...>); // #2
template<typename T1, typename... Types>
void g(Tuple<T1, Types&...>); // #3
g(Tuple<>()); // calls #1
g(Tuple<int, float>()); // calls #2
g(Tuple<int, float&>()); // calls #3
g(Tuple<int>()); // calls #3
  还有多个 variadic template 嵌套着用的
template<typename...>
struct Tuple {};
template<typename T1, typename T2>
struct Pair {};
template<typename... Args1>
struct zip {
template<typename... Args2>
struct with {
typedef Tuple<Pair<Args1, Args2>...> type;
};
};
typedef zip<short, int>::with<unsigned short, unsigned>::type T1;
// T1 is Tuple<Pair<short, unsigned short>, Pair<int, unsigned> >
typedef zip<short>::with<unsigned short, unsigned>::type T2; // error: different number of arguments specified
// for Args1 and Args2
template<typename... Args>
void g(Args... args)
{
f(const cast<const Args*>(&args)...);
// okay: ‘‘Args’’ and ‘‘args’’ are expanded
f(5 ...); // error: pattern does not contain any parameter packs
f(args); // error: parameter pack ”args” is not expanded
f(h(args...) + args...);
// okay: first ‘‘args’’ expanded within h, second ‘‘args’’ expanded within f.
}
  再举一个完整的例子:  
template<typename T>
void print_comma_separated_list(T&& value)
{
        std::cout<<value<<std::endl;
}

template<typename First,typename ... Rest>
void print_comma_separated_list(First&& first,Rest&& ... rest)
{
        std::cout<<first<<",";
        print_comma_separated_list(rest...);
}

int main()
{

    print_comma_separated_list(42,"hello",2.3,'a');
    print_comma_separated_list("hello",2.3,'a');
    print_comma_separated_list(2.3,'a');
    print_comma_separated_list('a');

    return 0;
}
  特别说明: 本文例程多摘自 c++0x N2242,这里可以找到: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2242.pdf