一篇文章让你彻底明白c++11增加的变参数模板

前言

本篇文章介绍一下c++11中增加的变参数模板template到底是咋回事，以及它的具体用法。

说明一下，我用的是gcc7.1.0编译器，标准库源代码也是这个版本的。

按照惯例，还是先看一下本文大纲，如下：

在之前写vector和deque容器源码剖析的过程中，经常发现这样的代码，如下：

 template void emplace_front(_Args&&... __args); 

可以看到里面模板参数是template，其实这个就是变参数模板，然后它的参数也是比较特别的_Args&&... __args，去除右值引用的话，它就是一个可变参数，那么可变参数模板和可变参数到底是什么，应该怎么使用呢，我们今天就来深究一下这些事情。

1. 什么是变参数模板

c++11中新增加了一项内容，叫做变参数模板，所谓变参数模板，顾名思义就是参数个数和类型都可能发生变化的模板，要实现这一点，那就必须要使用模板形参包。

模板形参包是可以接受0个或者n个模板实参的模板形参，至少有一个模板形参包的模板就可以称作变参数模板，所以说白了，搞懂了模板形参包就明白变参数模板了，因为变参数模板就是基于模板形参包来实现的，接下来我们就来看看到底啥是模板形参包。

2. 变参数模板的基础-模板形参包

模板形参包主要出现在函数模板和类模板中，目前来讲，模板形参包主要有三种，即：非类型模板形参包、类型模板形参包、模板模板形参包。

2.1 非类型模板形参包

非类型模板形参包语法是这样的：

 template<类型 ... args>

初看会很疑惑，说是非类型模板形参包，怎么语法里面一开始就是一个类型的，其实这里的非类型是针对typename和class关键字来的，都知道模板使用typename或者class关键字表示它们后面跟着的名称是类型名称，而这里的形参包里面类型其实表示一个固定的类型，所以这里其实不如叫做固定类型模板形参包。

对于上述非类型模板形参包而言，类型选择一个固定的类型，args其实是一个可修改的参数名，如下：

 template xxxxxx; 

注意，这个固定的类型是有限制的，标准c++规定，只能为整型、指针和引用。

但是这个形参包该怎么用呢，有这样一个例子，比如我想统计这个幼儿园的小朋友们的年龄总和，但是目前并不知道总共有多少个小朋友，那么此时就可以用这个非类型模板形参包，代码如下：

 #include  using namespace std; //这里加一个空模板函数是为了编译可以通过，否则编译期间调用printAmt(int&)就会找不到可匹配的函数 //模板参数第一个类型实际上是用不到的，但是这里必须要加上，否则就是调用printAmt<>(int&)，模板实参为空，但是模板形参列表是不能为空的 template void printAmt(int &iSumAge) { return; } template void printAmt(int &iSumAge) { iSumAge += age0; //这里sizeof ... (age)是计算形参包里的形参个数，返回类型是std::size_t，后续同理 if ( (sizeof ... (age)) > 0 ) { //这里的age...其实就是语法中的一种包展开，这个后续会具体说明 printAmt(iSumAge); } } int main() { int sumAge = 0; printAmt(sumAge); cout << "the sum of age is " << sumAge << endl; return 0; } 

这里只是以此为例来说明一下非类型模板形参包的使用，实际项目中这么简单的事肯定是没有必要还写个模板的。

根据语法和代码的使用情况，我们对非类型模板形参包总结如下：

• 非类型模板形参包类型是固定的，但参数名跟普通函数参数一样，是可以修改的；
• 传递给非类型模板形参包的实参不是类型，而是实际的值。

2.2 类型模板形参包

类型模板形参包语法如下：

typename|class ... Args

这个就是很正常的模板形参了哈，typename关键字和class关键字都可以用于在模板中声明一个未知类型，只是在以前template的基础上加了一个省略号，改成了可变形参包而已，该可变形参包可以接受无限个不同的实参类型。

现在我们先用一下这个类型模板形参包看看，假设我们有这样一种场景，我想输出一个人的姓名、性别、年龄、身高等个人信息，但是具体有哪些信息我们不能确定，那应该怎么办呢？

分析一下，具体信息不固定，类型也不固定，此时就可以使用类型模板形参包了，看下面这段代码：

 #include  using std::cout; using std::endl; void xprintf() { cout << endl; } template void xprintf(T value, Targs... Fargs) { cout << value << ' '; if ( (sizeof ...(Fargs)) > 0 ) { //这里调用的时候没有显式指定模板，是因为函数模板可以根据函数参数自动推导 xprintf(Fargs...); } else { xprintf(); } } int main() { xprintf("小明个人信息:", "小明", "男", 35, "程序员", 169.5); return 0; } 

输出结果如下：

小明个人信息: 小明 男 35 程序员 169.5

这个就是一个类型模板形参包在函数模板里面的典型使用，可以看到，

当然啦，有人会说了，其实cout一行代码就可以搞定，但是我们这里是提供通用型接口，具体要输出哪些信息事先并不知道，这个时候使用类型模板形参包就很方便啦。

2.3 模板模板形参包

这个就有点绕了，模板模板形参包，有点不好理解，还是先看一下语法看看：

template <形参列表 > class ... Args(可选)   

其实说白了，就是说这个形参包本身它也是一个模板，在看模板模板形参包之前，我们先介绍一下模板模板形参，因为形参包说白了，就是在形参的基础上增加了省略号实现的。

我们先看一下标准库中对模板模板形参的使用，找到头文件bits/alloc_traits.h，在模板类allocator_traits的声明中有这样一个结构体，如下：

 template class _Func, typename _Tp> struct _Ptr<_Func, _Tp, __void_t<_Func<_Alloc>>> { using type = _Func<_alloc>; }; 

这里的意思就是说_Func这个模板形参本身是一个带模板的类型，使用的时候是需要声明模板实参的。

假设有这样一种场景，我们需要定义一个vector变量，但不能确定vector的元

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