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C++模板参数包与可变参数使用方法

P粉602998670

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发布时间:2025-09-13 12:31:01

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来源于php中文网

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模板参数包与可变参数模板通过省略号定义并展开,支持任意数量类型参数;可递归或用逗号表达式展开参数包,实现如打印函数、make_unique等泛型工具,提升C++代码灵活性。

c++模板参数包与可变参数使用方法

在C++中,模板参数包(template parameter pack)和可变参数模板(variadic templates)是实现泛型编程的重要工具,尤其适用于编写支持任意数量、任意类型参数的函数或类。它们从C++11引入后,极大增强了模板的灵活性。

模板参数包的基本语法

模板参数包通过省略号(...)定义,可以捕获零个或多个模板参数。

例如:

template
struct MyTuple {};

MyTuple t; // 合法:三个不同类型

这里的 Args 就是一个模板参数包,它可以展开为多个独立的类型。

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可变参数函数模板的定义与展开

函数模板也可以使用参数包,接收可变数量的函数参数。

基本写法:

template
void print(Args... args) {
    // 参数包 args 包含所有传入的实参
}

要使用这些参数,必须将参数包展开。常见方式包括:

  • 递归展开:处理一个参数,然后递归调用剩余参数
  • 逗号表达式展开:结合初始化列表实现无循环展开

示例:用递归实现打印函数

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void print() { } // 终止递归

template
void print(T first, Args... rest) {
    std::cout     print(rest...);
}

print(1, "hello", 3.14); // 输出: 1 hello 3.14

参数包的直接展开技巧

除了递归,还可以利用初始化列表和逗号表达式一次性展开参数包,避免函数调用开销。

例如:

template
void print(Args... args) {
    auto printer = [] (const auto& val) {
        std::cout     int dummy[] = {0, (printer(args), 0)...};
    static_cast(dummy); // 避免未使用警告
}

这里 (printer(args), 0)... 将每个参数传入 lambda,并生成一个整数数组。逗号表达式确保先执行打印,再返回0。

类模板中的参数包应用

参数包也常用于类模板,比如实现一个通用容器或转发器。

示例:构造函数参数转发

template
std::unique_ptr make_unique(Args&&... args) {
    return std::unique_ptr{ new T(std::forward(args)...) };
}

这里 std::forward(args)... 正确地将参数完美转发给目标类型的构造函数。

基本上就这些。掌握参数包的关键在于理解“...”的两种用途:定义包和展开包。配合递归或初始化列表技巧,就能写出高效灵活的泛型代码。

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