C++11 可变参数模板、新类功能及 STL 变化与包装器

2. 包扩展

对于一个参数包，除了能计算其参数个数，我们能做的唯一的事情就是扩展它。当扩展一个包时，需要提供用于每个扩展元素的模式。扩展一个包就是将它分解为构成的元素，对每个元素应用模式，获得扩展后的列表。通过在模式的右边放一个省略号 (...) 来触发扩展操作。

C++ 还支持更复杂的包扩展，直接将参数包依次展开作为实参给一个函数去处理。

不支持用下面的方式去进行包扩展（运行时无法获取解析）：

// 可变模板参数 // 参数类型可变 // 参数个数可变 // 打印参数包内容
template <class... Args> void Print(Args... args) {
    // 可变参数模板编译时解析
    // 下面是运行获取和解析，所以不支持这样用
    cout << sizeof...(args) << endl;
    for (size_t i = 0; i < sizeof...(args); i++) {
        cout << args[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

见下面使用递归的一种包扩展的方式：

方式一

void ShowList() {
    // 编译器时递归的终止条件，参数包是 0 个时，直接匹配这个函数
    cout << endl;
}

template <class T, class... Args> void ShowList(T x, Args... args) {
    cout << x << " ";
    // args 是 N 个参数的参数包
    // 调用 ShowList，参数包的第一个传给 x，剩下 N-1 传给第二个参数包
    ShowList(args...);
}

// 编译时递归推导解析参数
template <class... Args> void Print(Args... args) {
    ShowList(args...);
}

int main() {
    Print(1, string("xxxxx"), 2.2);
    return 0;
}

调用过程解析： 本质编译器将可变参数模板通过模式的包扩展，编译器推导的以下三个重载函数：

• void ShowList(double x) { cout << x << " "; ShowList(); }
• void ShowList(string x, double z) { cout << x << " "; ShowList(z); }
• void ShowList(int x, string y, double z) { cout << x << " "; ShowList(y, z); }
• void Print(int x, string y, double z) { ShowList(x, y, z); }

方式二

template <class T> const T & GetArg(const T & x) {
    cout << x << " ";
    return x;
}

template <class... Args> void Arguments(Args... args) {}

template <class... Args> void Print(Args... args) {
    // 注意 GetArg 必须返回或者到的对象，这样才能组成参数包给 Arguments
    Arguments(GetArg(args)...);
}

int main() {
    Print(1, string("xxxxx"), 2.2);
    return 0;
}

解释： 本质可以理解为编译器编译时，包的扩展模式将上面的函数模板扩展实例化为下面的函数：

• void Print(int x, string y, double z) { Arguments(GetArg(x), GetArg(y), GetArg(z)); }

3. emplace 系列接口

• template <class... Args> void emplace_back(Args&&... args);
• template <class... Args> iterator emplace(const_iterator position, Args&&... args);

C++11 以后 STL 容器新增了 emplace 系列的接口。emplace 系列的接口均为模板可变参数，功能上兼容 push 和 insert 系列，但是 emplace 还支持新玩法。假设容器为 container，emplace 还支持直接插入构造 T 对象的参数，这样有些场景会更高效一些，可实现原地构造，避免临时对象开销。