如何在所有可变参数模板参数上调用函数？

Posted 2023-03-25

【中文标题】如何在所有可变参数模板参数上调用函数？

【英文标题】：How to call a function on all variadic template args?

【发布时间】：2013-06-24 18:08:52

【问题描述】：

我想做

template<typename... ArgTypes> void print(ArgTypes... Args)

   print(Args)...;

让它相当于这个相当庞大的递归链：

template<typename T, typename... ArgTypes> void print(const T& t, ArgTypes... Args)

  print(t);
  print(Args...);

然后是我想打印的每种类型的显式单参数特化。

递归实现的“问题”是生成了很多冗余代码，因为每个递归步骤都会产生一个新函数 N-1 参数，而我想要的代码只会生成代码单个N-arg print 函数，最多有N 专门的print 函数。

【参考方案1】：

C++17 折叠表达式

(f(args), ...);

如果您调用可能返回带有重载逗号运算符的对象的内容：

((void)f(args), ...);

---

C++17 之前的解决方案

这里的典型方法是使用哑列表初始化器并在其中进行扩展：

 print(Args)... 

在 curly 初始化程序中，评估顺序保证从左到右。

但是print 返回void，所以我们需要解决这个问题。那么让我们把它变成一个 int。

 (print(Args), 0)... 

不过，这不会直接用作语句。我们需要给它一个类型。

using expand_type = int[];
expand_type (print(Args), 0)... ;

只要Args 包中始终存在一个元素，此方法就有效。零大小的数组是无效的，但我们可以通过使其始终具有至少一个元素来解决这个问题。

expand_type 0, (print(Args), 0)... ;

我们可以通过宏使这个模式可重用。

namespace so 
    using expand_type = int[];


#define SO_EXPAND_SIDE_EFFECTS(PATTERN) ::so::expand_type 0, ((PATTERN), 0)... 

// usage
SO_EXPAND_SIDE_EFFECTS(print(Args));

但是，要使其可重用，需要更多地关注一些细节。我们不希望在这里使用重载的逗号运算符。逗号不能用 void 的参数之一重载，所以让我们利用它。

#define SO_EXPAND_SIDE_EFFECTS(PATTERN) \
        ::so::expand_type 0, ((PATTERN), void(), 0)... 

如果你偏执害怕编译器分配大量的零数组，你可以使用一些其他类型，可以像这样进行列表初始化但什么都不存储。

namespace so 
    struct expand_type 
        template <typename... T>
        expand_type(T&&...) 
    ;

【讨论】：

“但什么都不存储”——编译器可能会为此分配相同数量的空间，因为参数也需要空间（可能更多，用于调用堆栈信息等）。如果你推测它会被优化出来，我认为阵列存储也很可能会被优化出来。

有趣的是，更高级的 C++ 将不可避免地导致更高级的 hack 以清晰简洁的方式解决不可能的事情。谢谢你写这篇文章！

绝对精彩的答案:)

是否也可以只调用一个空函数namespace so template <typename... T> expand_type(T&&...) ？ （或者由于编译器优化，是否存在一些潜在的危险副作用？）

函数调用不保证评估顺序。 -initialization 可以。

【参考方案2】：

C++17折表达式：

(f(args), ...);

让简单的事情简单;-)

如果您调用的东西可能会返回带有重载逗号运算符的对象，请使用：

((void)f(args), ...);

【讨论】：

这可以作为已接受答案的一部分吗？真的是 C++17 的最佳答案

我已将 C++17 解决方案添加到已接受的答案中，感谢您的建议 ;-)

为什么逗号折叠需要外括号？

@Silicomancer 它是一个 C++17 折叠表达式，因此它需要折叠表达式语法。

【参考方案3】：

您可以使用更简单易读的方法

template<typename... ArgTypes> void print(ArgTypes... Args)

   for (const auto& arg : Args...)
   
      print(arg);
   

我在compile explorer 上使用过这两种变体，gcc 和 clang 与 O3 或 O2 产生完全相同的代码，但我的变体显然更干净。

【讨论】：

不管传入的是什么，这都不复制吗？当printing 一个巨大的物体时，这不是很致命吗？

Als，你的链接指向一个不相关的 sn-p。

虽然这确实看起来很漂亮...很漂亮，但您可能应该编写类似 [...]using value_type = std::common_type_t<Args...>; for (auto const &arg : static_cast<value_type>(Args)...)[...] 的内容，以便允许它与异构参数包一起使用。另外@rubenvb 我相信您的担忧是关于 std::initializer_list 被复制初始化？

那当然是std::common_type_t<ArgTypes...>。

如果没有参数，这行得通吗？