只谈C++11新特性 - 模板参数包、函数参数包以及 `sizeof...`

模板参数包、函数参数包以及 sizeof...

C++11 带来了模板参数包、函数参数包以及新的 sizeof... 运算符。这些特性解决了不定长参数的处理问题，使得模板和函数更加灵活和通用。

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模板参数包

模板参数包是 C++11 中新增的功能，用于在模板中接收不定数量的类型参数。例如：

#include <iostream>

// 通用模板函数接受不定数量的类型
template<typename... Args>
void printTypeCount() {
    std::cout << "Number of types: " << sizeof...(Args) << std::endl;
}

int main() {
    printTypeCount<int, double, char>(); // Output: Number of types: 3
    printTypeCount<>(); // Output: Number of types: 0
    return 0;
}

解释：

• Args... 是模板参数包，表示可以接收任意数量的模板参数。
• sizeof...(Args) 是 C++11 中新增的运算符，用于在编译时获取模板参数包的参数个数。

模板参数包非常适合不定长类型传参的场景。

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函数参数包

函数参数包允许在函数中接收不定数量的运行时实例参数，例如：

#include <iostream>

void print() {
    std::cout << "No arguments." << std::endl;
}

template<typename T, typename... Args>
void print(T first, Args... args) {
    std::cout << first << std::endl;
    print(args...); // 递归传递剩余参数
}

int main() {
    print(1, 2.5, "hello", 'c');
    return 0;
}

输出结果：

1
2.5
hello
c
No arguments.

解释：

• Args... 是函数参数包，表示可以接收任意数量的运行时参数。
• 函数通过递归调用的方式依次处理参数包中的每个参数，直到参数包为空。

函数参数包适合动态处理多参数的运行时场景。

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模板参数包与函数参数包的配合

将模板参数包与函数参数包结合使用，可以实现更通用的代码。例如：

#include <iostream>

// 通用模板函数，支持模板和实例参数包
template<typename... Args>
void printAll(Args... args) {
    print(args...);
}

int main() {
    printAll(42, 3.14, "C++11", 'x');
    return 0;
}

解释：

• 模板参数包（Args...）定义了可接收任意类型的模板参数。
• 函数参数包（args...）允许传递任意数量的实例参数。
• 通过调用 print(args...) 逐一处理参数包。

这种组合方式在复杂场景下减少了代码重复和错误率。

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sizeof... 运算符的补充

sizeof... 运算符不仅可以用在模板参数包中，也可以用在函数参数包中。例如：

#include <iostream>

template<typename... Args>
void countAndPrint(Args... args) {
    std::cout << "Number of arguments: " << sizeof...(args) << std::endl;
    print(args...);
}

int main() {
    countAndPrint(10, 20.5, "example"); // Output: Number of arguments: 3
    return 0;
}

解释：

• sizeof...(args) 用于在运行时统计函数参数包中的参数个数。

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总结

C++11 中的模板参数包、函数参数包和 sizeof... 运算符是解决不定长参数的核心特性：

1. 模板参数包：在编译时接收不定数量的类型参数。
2. 函数参数包：在运行时接收不定数量的实例参数。
3. sizeof... 运算符：统计模板参数包或函数参数包中的参数个数。

这些特性使得 C++ 的模板与函数更通用、更灵活，是 C++11 的重要改进之一。