可变参数模板类

1.通过模板递归和特化实现参数包展开

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <memory>

using namespace std;

// 【1】
template<typename... Types>
struct Sum;

// 【2】
template<typename First, typename... Rest>
struct Sum<First, Rest...>
{
    enum { value = Sum<First>::value + Sum<Rest...>::value };
};

// 【3】
template<typename Last>
struct Sum<Last>
{
    enum { value = sizeof(Last) };
};

int main()
{
    // 【4】
    std::cout << Sum<int, double, std::string>::value << std::endl;

    return 0;
}

在上述代码中，一开始很不理解这个递归是怎么个调用法；现在想明白后觉得就应该如此。

【1】处的代码表示一个模板类的申明，这里说的申明和我们普通说的函数申明是一样的作用，一开始我没明白，认为是定义；

【2,3】处其实都是模板类的具体定义，我认为和函数的重载是一样的，不同参数，编译器会选择合适的具体模板定义；

在理解了上述两点后，瞬间觉得豁然开朗；

比如在【2】的代码段中，Sum<First>::value，编译器会去寻找【3】这个模板类的具体实现，如果不存在就会报value不存在等错误；

在【2】代码段中，Sum<Rest...>::value，因为这里的参数可以是1个，也可能是更多（不会是0个），因此会定位到【2】这个模板的具体实现，也就是自己，这里就实现了模板的递归；

2.通过模板继承和特化实现参数包展开

// 【1】
template<int...>
struct IndexSeq{};

// 【2】
template<int N, int... Indexes>
struct MakeIndexes : MakeIndexes<N - 1, N -1, Indexes...>
{};

// 【3】
template<int... Indexes>
struct MakeIndexes<0, Indeses...>
{
    typedef IndexSeq<Indexes...> type;
}

int main()
{
    // 【4】
    MakeIndexes<3>::type;

    return;
}

【4】的展开过程如下：

MakeIndexes<3> - step1 -> MakeIndexes<2, 2> - step2 -> MakeIndexes<1, 1, 2> - step3 -> MakeIndexes<0, 0, 1, 2> - step4 -> IndexSeq<0, 1, 2>

其中step[1-3]都是使用【2】这个模板类通过继承的方式展开参数包；

MakeIndexes<3>中，N为3，Indexes为空；

MakeIndexes<2, 2>中，N为2， Indexes为2；

MakeIndexes<1, 1, 2>中，N为1， Indexes为1,2

MakeIndexes<0, 0, 1, 2>，就不再使用模板继承了，而是使用模板特化，Indexes为0, 1, 2，因此MakeIndexes<3>::type为IndexSeq<0, 1, 2>

书中轻描淡写的几句话，我花费了好长时间揣测出来；

继续，【当前的整形序列是升序的，如果降序只需修改模板继承定义如下，其他的不用变；】【看到这里我又陷入了沉思，之前的揣测是不是错了】

// 【2】
template<int N, int... Indexes>
struct MakeIndexes : MakeIndexes<N - 1, Indexes..., N - 1>
{};

MakeIndexes<3> - step1 -> MakeIndexes<2, 2> - step2 -> MakeIndexes<1, 2, 1> - step3 -> MakeIndexes<0, 2, 1, 0> - step4 -> IndexSeq<2, 1, 0>

同样，其中step[1-3]都是使用【2】这个模板类通过继承的方式展开参数包；

MakeIndexes<3>中，N为3， Indexes为空；

MakeIndexes<2, 2>中，N为2， Indexes为2；

MakeIndexes<1, 2, 1>中，N为1， Indexes为2, 1；

MakeIndexes<0, 2, 1, 0>，使用模板特化，Indexes为2, 1, 0，因此MakeIndexes<3>::type为IndexSeq<2, 1, 0>

原以为搞懂了可变参数模板类后，继续往下看，【使用上面生成的IndexSeq展开并打印可变模板参数，又看不懂了。。。】

template<int...>
struct IndexSeq
{};

template<int N, int... Indexes>
struct MakeIndexes
{
    using type = typename MakeIndexes<N - 1, N - 1, Indexes...>::type;
};

template<int... Indexes>
struct MakeIndexes<0, Indexes...>
{
    using type = IndexSeq<Indexes...>;
};

template<int... Indexes, typename... Args>
void print_helper(IndexSeq<Indexes...>, std::tuple<Args...>&& tp)
{
    print(std::get<Indexes>(tp)...);  // 【1】【将tuple转换为函数参数，再调用方法1】
}

//【2】
template<typename... Args>
void print(Args... args)
{
    print_helper(typename MakeIndexes<sizeof...(Args)>::type(), std::make_tuple(args));
}

int main() {
　　print<int, double, std::string>(1, 2.5, "abc");

　　return 0;
}

在代码【1】处，我怎么也没想明白该怎么写，终于，明白这里应该是将参数打印出来的功能，而不是调用【2】处的模板函数，而是调用可变参数模板函数，如下：。

template<typename T>
void print(T t)
{
    std::cout << t << std::endl;
}

template<typename T, typename... Types>
void print(T t, Types... args)
{
    std::cout << t << std::endl;
    print(args...);
}

过程大概就是这样了，现在明白后了觉得不值一提，但是还是记录一下。

只能感叹人与人的差距真的会比人与狗的差距还大。