C++11特性——可变参数

拼搏现实的明天。 2023-09-28 21:09 5阅读 0赞

在传统的C和C++中，函数形参和实参的个数不仅需要保持一致，而且需要显式定义出来，是固定的。在C++11中增加了可变参数这种特性，这篇文章就学习下C++11的可变参数。

C++11的可变形参提供了两种使用场景：  
  1.个数未知，但所有类型相同  
  2.类型可能不同，可变参数模板

##### 场景1：个数未知，但保证所有类型相同 #####

对于这种场景，可以使用initializer\_list的标准库类型，该类型被定义在头文件\#include<initializer\_list> //头文件  
  initializer\_list提供了一些操作，如下图：  
![在这里插入图片描述][c1e0808aac8b4f52a08ec086f7849277.png]  
参考：[C++ 11 新特性：可变形参\_freshman94的博客-CSDN博客\_c++可变形参][C_ 11 _freshman94_-CSDN_c]  
  有一点需要注意的是initializer\_list对象中的元素永远是常量值，无法改变。这个在使用上会产生一些制约，只能提供遍历的操作。  
  这里引用一个代码实例，很清楚就知道initializer\_list的使用方法了：  
![在这里插入图片描述][3d3903a3063543599987dfd5c5af1282.png]  
参考：[C++ 11 新特性：可变形参\_freshman94的博客-CSDN博客\_c++可变形参][C_ 11 _freshman94_-CSDN_c]

##### 场景2：个数未知，类型可能不同 #####

对于这种情况，比较常用的是可变参数模板。本质上还是一个模板函数，相对于普通模板提供更多泛化。  
参数包指可变数目参数，参数包分为模板参数包，函数参数包  
  写个简单模板(这个模板关键字写了class，typename也行)：

template<class... T>   // T是模板参数包
    void function(T ... args)    // args是函数参数包
    {
        
    
    }

模板中的省略号…代表一个包含0到n的任意参数包，其中的任意代表任意数目和任意类型。…和参数的位置关系也有含义，…在参数右侧代表一组实参，…参数左侧代表可变参数。引用一个例子做说明：  
![在这里插入图片描述][25ee58de78b849aea5c0178d0cbb65a4.png]  
  这里的1和2都是表示可变参数，都在参数左侧。而3代表实参，放在参数右侧。  
参考：[C++11新标准-1.可变模板参数（variadic templates） - 简书 (jianshu.com)][C_11_-1._variadic templates_ - _ _jianshu.com]  
  上面这个例子其实有几个隐藏的知识点，首先是template<class T, class Type>这种结构，代表至少要有一个，模板如下：

template<class T1, class ... T2>
    void function(T1 t1,  T2 ... t2) {
        
    
    }

上面这个就代表至少要有一个T1类型的参数，和0-n个T2模板包类型的参数。  
  其次就是Print函数中本身是一个递归调用，这就涉及到可变参数的两种调用方式：递归调用、非递归调用。  
  先看看递归调用，第一步调用处理包的第一个实参，然后使用剩下的实参调用自身模板，直到最后一个(也叫边界条件)。所以在递归调用的使用中是一定要设置边界条件的，看下面这个例子就明白了：

#include <iostream>
    
    void print() {
        
    std::cout << “hello world!” << std::endl;
    }
    
    template<typename T, typename... Types>
    void print(const T& firstArg, const Types&... args) {
        
    	std::cout << firstArg << " " << sizeof...(args) << std::endl; // sizeof ... args代表获取参数个数
    	print(args...);
    }
    
    template <typename... Types>
    void print(const Types&... args) {
        
      std::cout << "print(...)" << std::endl;
    }
    
    int main(int argc, char *argv[]) {
        
    	print(2, "hello", 1);
    
    	return 0;
    }

这个代码的执行结果是：

2 2
    hello 1
    1 0
    hello world

这个代码有几点需要注意：  
  1.两个模板函数重载，为什么调用第一个？  
  这个是因为当较泛化和较特化模板函数同时存在时，回优先选择较特化的。第一个代表至少一个，是较特化。  
  2.边界条件的存在  
  边界条件是一定要存在的(不存在编译过不去)，一般以同名函数的无参数版本存在。

参考：[【C++】C++11可变参数模板（函数模板、类模板）\_Yngz\_Miao的博客-CSDN博客\_c++11可变参数模板][C_C_11_Yngz_Miao_-CSDN_c_11]  
  对于非递归调用，就是一次性直接输出了，代码如下：

#include<iostream>
    
    // 形式1：...在左边
    template<typename T, typename... Types>
    void print1(const T& firstArg, const Types&... args) {
        
            std::cout << "print1" << std::endl;
            std::cout << firstArg << std::endl;
            (std::cout << ... << args) << std::endl;
    }
    // 形式2：...在右边
    template<typename... Types>
    void print2(const Types ... args) {
        
            std::cout << "print2:" << std::endl;
            ((std::cout << args<< " "), ...) << std::endl;
    }
    
    
    int main() {
        
            print1(2, "hello");
            print2(3, "world");
            return 0;
    }

有的时候可能发生在继承场景下，对子类会有限制，需要和父类保持个数一致比如：![在这里插入图片描述][c90f8d9c31d64bb4bbdaf74798d2ac5a.png]  
  子类BMW继承了Car，Car规定模板两个参数,BMW继承的也不能超过两个或者小于两个，如果是BMW<int, char, int> car报错，BMW< int> car也会报错。  
参考：[C++11新特性之五——可变参数模板 (bbsmax.com)][C_11_ _bbsmax.com]

##### printf可变参数实现原理 #####

比如printf(“%d%s”, 1, “hello world”);在读取时从右往左读，可以分为三个部分(两个变量一个字符串)，以压栈的方式存储。存储的内容是变量的地址，把”%d%s”的指针作为基准A，对%d%s进行解析(从左往右)，分成一组一组的，比如%d或者%s。地址指针的大小是固定的，所以A+4B就是第一个参数的地址，A+8B就是第二个依次类推，根据解析出来的个数进行输出，实现可变参数。

**因作者水平有限，如有错误之处，请在下方评论区指出，谢谢！**

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