Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

template void f(const T*);

template void g(T);

template void g(T*);

int i = 42, *p = &i;

const int ci = 0, *p2 = &ci;

g(42); g(p); g(ci); g(p2);

f(42); f(p); f(ci); f(p2);

Упражнение 16.50. Определите функции из предыдущего упражнения так, чтобы они выводили идентификационное сообщение. Выполните код этого упражнения. Если вызовы ведут себя не так, как ожидалось, выясните почему.

Шаблон с переменным количеством аргументов (variadic template) — это шаблон функции или класса, способный получать переменное количество параметров. Набор таких параметров называется пакетом параметров (parameter pack). Есть два вида пакетов параметров: пакет параметров шаблона (template parameter pack), представляющий любое количество параметров шаблона, и пакет параметров функции (function parameter pack), представляющий любое количество параметров функции.

Для указания, что шаблону или функции представлен пакет параметров, используется многоточие. В списке параметров шаблона синтаксис class...или typename...означает, что следующий параметр представляет список любого количества типов; имя типа, сопровождаемое многоточием, представляет список из любого количества параметров значения заданного типа. Параметр в списке параметров функции, типом которого является пакет параметров шаблона, представляет собой пакет параметров функции. Например:

// Args - это пакет параметров шаблона; rest - пакет параметров функции

// Args представляет любое количество параметров типа шаблона

// rest представляет любое количество параметров функции

template

void foo(const T &t, const Args& ... rest);

Этот код объявляет, что fоо()— это функция с переменным количеством аргументов, у которой один параметр типа по имени Tи пакет параметров шаблона по имени Args. Этот пакет представляет любое количество дополнительных параметров типа. В списке параметров функции foo()один параметр типа const&для любого типа переданного параметром Ти пакет параметров функции rest. Этот пакет представляет любое количество параметров функции.

Как обычно, компилятор выводит типы параметра шаблона из аргументов функции. Для шаблона с переменным количеством аргументов компилятор также выводит количество параметров в пакете. Рассмотрим, например, следующие вызовы:

int i = 0; double d = 3.14; string s = "how now brown cow";

foo(i, s, 42, d); // три параметра в пакете

foo(s, 42, "hi"); // два параметра в пакете

foo(d, s); // один параметр в пакете

foo("hi"); // пустой пакет

Компилятор создаст четыре разных экземпляра функции fоо():

void foo(const int&, const string&, const int&, const double&);

void foo(const string&, const int&, const char[3]&);

void foo(const double&, const string&);

void foo(const char[3]&);

В каждом случае тип Tвыводится из типа первого аргумента. Остальные аргументы (если они есть) представляют количество и типы дополнительных аргументов функции.

Когда необходимо узнать, сколько элементов находится в пакете, можно использовать оператор sizeof.... Как и оператор sizeof(см. раздел 4.9), оператор sizeof...возвращает константное выражение (см. раздел 2.4.4) и не вычисляет свой аргумент:

template void g(Args ... args) {

cout << sizeof...(Args) << endl; // количество параметров типа

cout << sizeof...(args) << endl; // количество параметров функции

}

Упражнение 16.51. Определите, что возвратят операторы sizeof...(Args)и sizeof...(rest)для каждого вызова функции foo()в этом разделе.

Упражнение 16.52. Напишите программу, проверяющую ответы на предыдущий вопрос.

В разделе 6.2.6 упоминалось, что для определения функции, способной получать переменное количество аргументов, можно использовать класс initializer_list. Однако у аргументов должен быть одинаковый тип (или типы, преобразуемые в общий тип). Функции с переменным количеством аргументов используются тогда, когда не известно ни количество, ни типы аргументов. Для примера определим функцию, подобную прежней функции error_msg(), только на сей раз обеспечим и изменение типов аргумента. Начнем с определения функции print()с переменным количеством аргументов, которая выводит содержимое заданного списка аргументов в указанный поток.

Функции с переменным количеством аргументов зачастую рекурсивны (см. раздел 6.3.2). Первый вызов обрабатывает первый аргумент в пакете и вызывает себя для остальных аргументов. Новая функция print()будет работать таким же образом — каждый вызов выводит свой второй аргумент в поток, обозначенный первым аргументом. Для остановки рекурсии следует определить также обычную функцию print(), которая получает поток и объект:

// Функция для завершения рекурсии и вывода последнего элемента

// ее следует объявить перед определением версией print() с переменным

// количеством аргументов

template

ostream &print(ostream &os, const T &t) {

return os << t; // нет разделителя после последнего элемента в пакете

}

// эта версия print() будет вызвана для всех элементов в пакете, кроме

// последнего

template

ostream &print(ostream &os, const T &t, const Args&... rest) {

os << t << ", "; // выводит первый аргумент

return print(os, rest...); // рекурсивный вызов; вывод других

// аргументов

}

Первая версия функции print()останавливает рекурсию и выводит последний аргумент в начальном вызове функции print(). Вторая версия, с переменным количеством аргументов, выводит аргумент, связанный с t, и вызывает себя для вывода остальных значений в пакете параметров функции.

Ключевая часть — вызов функции print()в функции с переменным количеством аргументов:

return print(os, rest...); // рекурсивный вызов; вывод других

// аргументов

Версия функции print()с переменным количеством аргументов получает три параметра: ostream&, const T&и пакет параметров. Но в этом вызове передаются только два аргумента. В результате первый аргумент в пакете restпривязывается к t. Остальные аргументы в пакете restформируют пакет параметров для следующего вызова функции print(). Таким образом, при каждом вызове первый аргумент удаляется из пакета и становится аргументом, связанным с t. Соответственно, получаем: