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淺析C++模板類型中的原樣轉發和可變參數的實現_C 語言

作者：戀戀風辰 ? 更新時間： 2022-10-04 編程語言

原樣轉發的意義

前文我們實現了一個my_move函數，用來模擬stl的move操作，實現去引用的功能。其內部的原理就是通過remove_reference實現去引用操作。

有時我們也需要保留原類型的左值或者右值屬性，進行原樣轉發，此時就要用forward實現轉發功能。

我們先定義一個模板函數

template <typename F, typename T1, typename T2>
void flip1(F f, T1 t1, T2 t2)
{
    f(t2, t1);
}

flip1內部調用了函數f

我們寫一個函數測試

void ftemp(int v1, int &v2)
{
    cout << v1 << " " << ++v2 << endl;
}
void use_ftemp(){
    int j = 100;
    int i = 99;
    flip1(ftemp, j, 42);
    cout << "i is " << i << " j is " << j << endl;
}

通過打印發現i和j的值沒有變化，因為ftemp的v2參數雖然是引用，但是是flip1的形參t1的引用

t1只是形參，修改t1并不能影響外邊的實參j。

想要達到修改實參的目的，需要將flip1的參數修改為引用，我們先實現修改后的版本flip2

template <typename F, typename T1, typename T2>
void flip2(F f, T1 &&t1, T2 &&t2)
{
    f(t2, t1);
}

我們定義了一個flip2函數，t1和t2分別是右值引用類型。接下來用一個測試函數進行測試

int j = 100;
int i = 99;
flip2(ftemp, j, 42);
cout << "i is " << i << " j is " << j << endl;

這次我們發現j被修改了，因為flip2的t1參數類型為T1的右值引用，當把實參j賦值給flip2時，T1變為int&,

t1的類型就是int& &&，通過折疊t1變為int&類型。這樣t1就和實參j綁定了，在flip2內部修改t1，就達到了修改j的目的。

但是flip2同樣存在一個問題，如果flip2的第一個參數f，如果f是一個接受右值引用參數的函數，會出現編譯錯誤。

為說明這一點，我們實現一個接納模板參數右值引用類型的函數

void gtemp(int &&i, int &j)
{
    cout << "i is " << i << " j is " << j << endl;
}

此時如果我們將gtemp作為參數傳遞給flip2會報錯

int j = 100;
int i = 99;
// flip2(gtemp, j, 42) 會報錯
// 因為42作為右值純遞給flip2，t2會被折疊為int&類型
// t2傳遞給gtemp第一個參數時，int&&無法綁定int&類型
//flip2(gtemp, i, 42);
cout << "i is " << i << " j is " << j << endl;

當我們將42傳遞給flip2第二個參數時，T2被實例化為int類型，t2就變為int && 類型，通過折疊t2變為int&類型。

t2作為參數傳遞給gtemp的第一個參數時會報錯，

cannot bind rvalue reference of type ‘int&&’ to lvalue of type ‘int’

因為t2是一個左值，右值無法綁定該左值。

解決的辦法就是實現一個flip函數，內部實現對T2，T1類型的原樣轉發。

template <typename F, typename T1, typename T2>
void flip(F f, T1 &&t1, T2 &&t2)
{
    f(std::forward<T2>(t2), std::forward<T1>(t1));
}

通過forward將t2類型轉化為和T2類型一樣的類型，也就是int的右值類型，接下來的調用就不會出問題了

void use_ftemp()
{
    int j = 100;
    int i = 99;
    flip(gtemp, i, 42);
    cout << "i is " << i << " j is " << j << endl;
}

模板的可變參數

模板同樣支持可變參數

//可變參數的函數模板
template <typename T>
ostream &print(ostream &os, const T &t)
{
    return os << t; //輸出最后一個元素
}
template <typename T, typename... Args>
ostream &print(ostream &os, const T &t, const Args &...rest)
{
    os << t << ", ";
    return print(os, rest...);
}

Args是可變的模板參數包， 然后再用Args定義rest變量，這是一個可變參數列表。

我們的模板函數print內部調用stl的print函數，通過對rest…實現展開操作。

調用過程可按如下的方式

void use_printtemp()
{
    int i = 100;
    string s = "hello zack!!!";
    print(cout, i, s, 42);
}

第一次調用print實際是調用的可變參數的print，之后才調用沒有可變參數的print函數。

總結

本文介紹了模板類型的原樣轉發，以及多模板參數列表的使用。

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原文鏈接：https://blog.csdn.net/secondtonone1/article/details/125399321

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