C++可变参数

可变参数

C风格的可变参数

可变参数是一种语言特性，可以在函数声明中使用省略号...来表示函数接受可变数量的参数。

例如典型的printf()函数：

int printf (const char * szFormat, ...);

// printf("%d + %d = %d \n", 1, 2, 1+2);

第一个参数是格式化字符串，后面的...是可变参数

//使用宏定义与可变参数
//__VA_ARGS__表示宏定义中的可变参数部分
#define LOG(format, ...) printf(format, ##__VA_ARGS__)

如果可变参数列表为空，## 会删除前面的逗号，避免语法错误

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C风格可变参数的使用

在函数体内，可以使用 va_list 类型的变量和va_start, va_arg, va_end,函数来处理可变参数。

在 <stdarg.h> 头文件中包含

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paramN : 函数定义中最后一个命名参数的名称。随后调用va_arg提取的参数是后面的参数

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示例：

void my_printf(const char* format,...)
{
    //定义一个va_list类型变量
    va_list argList; 	
    
    //初始化argList,获取format后面的额外参数
    va_start(argList, format);	
   
    //依次获取可变的参数值。需要指定参数值的数据类型
    while (*format != '\0') {
        if(*format == '%') {
            format++;            
            switch (*format) {
                case 'd': //整数                   
                    cout << va_arg(argList, int) << " ";
                    break;
                case 'f': //浮点数                  
                    cout << va_arg(argList, double) << " ";
                    break;
            }
        }
        format++;
    }
            
    //释放va_list变量
    va_end(argList);
}

my_printf("%d, %f", 25, 3.22);

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C++11可变参数模板

C++11新增特性。可变参数模板是一种用于处理具有不定数量参数的函数模板的特性。

定义：

template<class ...Args>
viod func(Args... args);

Args为参数包名，前加可变参数...进行声明。参数包中可以包含0~n个不同类型参数

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通过使用参数包和展开表达式，才能获取并使用参数

递归展开参数包

示例：

//当递归展开介绍，调用该终止函数
int sum() {
    return 0;
}

// 递归情况：将第一个参数与后面的参数相加
template<typename T, typename... Args>
T sum(T first, Args... rest) {
    return first + sum(rest...);
}

std::cout << sum(1, 2, 3, 4, 5) << std::endl; // 输出：15
std::cout << sum(10.5, 20.5, 30.5) << std::endl; // 输出：61.5

使用参数包时，需要加上展开操作符...

递归展开时，需要注意，如果没有终止函数，当参数包中的参数个数为0后，会发生死循环

上述代码的终止函数也可以写一下形式：

//当没有参数时，返回0
template<typename T>
T sum(T value) {
    return value;
}

参数列表展开

通过参数列表（initializer_list）获取参数包中的参数

如果参数包中的各个参数都是相同类型，这可以通过列表初始化的形式，将其转移到数组中。

template<typename... Args>
void func(Args... args) {    
    int dummy[] = { args...};
    
    dummy[0];//使用
    ...
}

该操作，不支持0个参数的参数包（不能分配常量大小为0的数组）

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对于不同类型的参数，可以利用参数列表结合逗号表达式，将参数包展开为逗号分隔的一系列独立的参数。

template<class T>
void doSomething(const T& t)
{
    ...//使用
}

template<typename... Args>
void myFunction(Args... args) {
    // 使用展开操作符将参数包展开
    int arr[] = { (doSomething(args), 0)...};
    // ...
}

通过初始化列表来初始化一个变长数组，然后再对数组arr初始化时，会执行expand函数中的逗号表达式（从左到右计算表达式并将最后一个表达式的值返回）。最终会在创建完一个int arr[sizof ...args] = {0}的数组同时，处理参数包中的参数。

当然这里的int型以及逗号表达式中的0值，都没有后续的使用意义。

myFunction(1, 2.5, "hello");

//参数包展开为:
int arr[] = {
    (doSomething(1), 0),
    (doSomething(2.5), 0),
    (doSomething("hello"), 0)
};

如果不想在0个参数时 myFunction();，编译报错，可增加无参的重载

//可增加一个无参的函数重载，来对0个参数特殊处理
void doSomething();

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折叠表达式

折叠表达式（Fold Expressions） 是 C++17 引入的一种简化可变参数模板（variadic templates）的语法特性。

有四种：

(pack op ...)			// 一元左折叠
(... op pack)			// 一元右折叠
(init op ... op pack)	// 二元左折叠
(pack op ... op init)	// 二元右折叠

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使用：

template<typename... Args>
auto sum(Args... args) {
    return (args + ...); // 一元左折叠
}

sum(1,2,3,4); // (((1 + 2) + 3) + 4)

template<typename... Args>
auto sum(Args... args) {
    return (... + args); // 一元右折叠
}

sum(1,2,3,4); // (1 + (2 + (3 + 4)))

template<typename... Args>
auto sum_with_init(int init, Args... args) {
    return (init + ... + args); // 二元左折叠
}

sum_with_init(0,1,2,3); // (((0 + 1) + 2) + 3)

template<typename... Args>
auto sum_with_init(int init, Args... args) {
    return (args + ... + init); // 二元右折叠
}

sum_with_init(0,1,2,3); // (1 + (2 + (3 + 10)))

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template<typename... Args>
void myFunction(Args... args) {
    (doSomething(args), ...); // 折叠表达式
}

myFunction(1, 2.5, "hello"); 
// (doSomething(1), (doSomething(2.5), (doSomething("hello"))));

• pack : args
• op : ,

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STL中的emplace插入接口

例如在vector容器中：

该成员函数，就是使用了可变参数模板，使用上和原来的插入接口push_back差别不大

vector<std::pair<int, string>> v;
v.push_back(make_pair( 0, "hello" ));
v.emplace_back(1, "world");

make_pair会多构建一次string对象的消耗

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