Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

По новому стандарту можно использовать шаблоны с переменным количеством аргументов совместно с функцией forward()для написания функций, которые передают свои аргументы неизменными некой другой функции. Чтобы проиллюстрировать такие функции, добавим в класс StrVec(см. раздел 13.5) функцию-член emplace_back(). Такая функция-член библиотечных контейнеров является шаблоном-членом с переменным количеством аргументов (см. раздел 16.1.4), которая использует их для создания элементов непосредственно в области, управляемой контейнером.

Версия функции emplace_back()для класса StrVecтакже должна быть с переменным количеством аргументов, поскольку у класса stringмного конструкторов, которые отличаются своими параметрами.

Поскольку желательно быть в состоянии использовать конструктор перемещения класса string, необходимо будет также сохранять всю информацию о типах аргументов, переданных функции emplace_back().

Как уже упоминалось, сохранение информации типа — двухступенчатый процесс. Во-первых, для сохранения информации типа аргументов параметры функции emplace_back()следует определить как ссылки на r-значение параметра типа шаблона (см. раздел 16.2.7):

class StrVec {

public:

template void emplace_back(Args&&...);

// остальные члены, как в разделе 13.5

};

Схема &&в развертывании пакета параметров шаблона означает, что каждый параметр функции будет ссылкой на r-значение на соответствующий ей аргумент.

Во-вторых, функцию forward()следует использовать для сохранения первоначальных типов аргументов, когда функция emplace_back()передает их функции construct()(см. раздел 16.2.7):

template

inline

void StrVec::emplace_back(Args&&... args) {

chk_n_alloc(); // пересоздает StrVec при необходимости

alloc.construct(first_free++, std::forward(args)...);

}

Тело функции emplace_back()вызывает функцию chk_n_alloc()(см. раздел 13.5), чтобы гарантировать наличие достаточного места для элемента, и вызывает функцию construct(), чтобы создать элемент в позиции, на которую указывает указатель first_free.

std::forward(args)...

Развертывание в вызове функции construct()разворачивает оба пакета: параметров шаблона Argsи параметров функции args. Эта схема создает элементы в формате:

std::forward< T i >( t i )

где T i представляет тип i -го элемента в пакете параметров шаблона, a t i представляет i -й элемент в пакете параметров функции. Например, если svecимеет тип StrVec, то при вызове

svec.emplace_back(10, 'c'); // добавит cccccccccc как новый последний

// элемент

схема в вызове функции construct()развернется в

std::forward(10), std::forward(c)

Использование функции forward()в этом вызове гарантирует, что если функция emplace_back()будет вызвана с r-значением, то функция construct()также получит r-значение. Например, в вызове

svec.emplace_back(s1 + s2); // использует конструктор перемещения

аргумент функции emplace_back()является r-значением, которое передается функции construct()как

std::forward(string("the end"))

Типом результата вызова forwardбудет strings&, поэтому функция construct()будет вызвана со ссылкой на r-значение. Функция construct(), в свою очередь, перенаправит этот аргумент конструктору перемещения класса string, чтобы создать этот элемент.

Функции с переменным количеством аргументов зачастую перенаправляют свои параметры другим функциям. Форма таких функций, как правило, подобна функции emplace_back():

// у функции fun() может быть любое количество параметров, каждый

// из которых является ссылкой r-значения на тип параметра шаблона

template

void fun(Args&&... args) // развертывание Args в список ссылок

// на r-значения

{

// аргумент work() развертывает как Args, так и args

work(std::forward(args)...);

}

Здесь предполагается перенаправить все аргументы функции fun()другой функции, work(), которая, по-видимому, осуществляет реальную работу. Как и вызов функции construct()в функции emplace_back(), развертывание в вызове функции work()разворачивает и пакет параметров шаблона, и пакет параметров функции.

Поскольку параметры функции fun()являются ссылками на r-значение, функции fun()можно передать аргументы любого типа; поскольку для передачи этих аргументов используется функция std::forward(), вся информация о типах этих аргументов будет сохраняться в вызове функции work().

Упражнение 16.58. Напишите функцию emplace_back()для собственного класса StrVecи для класса Vec, написанного в упражнении раздела 16.1.2.

Упражнение 16.59. С учетом того, что sимеет тип string, объясните вызов svec.emplace_back(s).

Упражнение 16.60. Объясните, как работает функция make_shared()(см. раздел 12.1.1).

Упражнение 16.61. Определите собственную версию функции make_shared().

Не всегда можно написать один шаблон, который наилучшим образом подходит для всех возможных типов аргументов шаблона, для которых может быть создан его экземпляр. В некоторых случаях общий шаблон просто не подходит для типа: он либо приводит к ошибке при компиляции, либо к неправильным действиям. С другой стороны, иногда можно воспользоваться уникальными возможностями определенного типа для создания более эффективной функции, чем та, которой снабжен экземпляр общего шаблона.

Функция compare()— хороший пример шаблона функции, общее определение которого не подходит для специфического типа, а именно символьных указателей. Хотелось бы, чтобы функция compare()сравнивала символьные указатели, используя функцию strcmp(), а не сравнивала значения указателей. Действительно, ведь уже есть перегруженная функция compare(), обрабатывающая символьные строковые литералы (см. раздел 16.1.1):

// первая версия; может сравнить любые два типа

template int compare(const T&, const T&);

// вторая версия, для обработки строковых литералов

template

int compare(const char (&)[N], const char (&)[M]);

Однако версия функции compare()с двумя параметрами значения шаблона будет вызвана только при передаче строкового литерала или массива. Если происходит вызов функции compare()с символьными указателями, будет вызвана первая версия шаблона: