C++ 11 tuple & 可变参数模板

转自：http://www.cnblogs.com/hujian/archive/2012/02/23/2364190.html

  C++ 11中引入的tuple是一个N元组。它相当于有N个成员的结构体，只不过这个结构体的成员都是匿名的。tuple中有两个特殊的函数，一个是head()，用于获取第一个成员的值，另一个是tail()，用于获取剩下所有成员的值，tail()本身又是一个tuple。这样，如果我们想取tuple中第二个成员的值，则可以先取tail()的值，再取tail()的head()的值。当然，这样使用的话比较麻烦，所以C++ 11提供了get函数通过索引来获取tuple中某个成员的值。另外，通过make_tuple可以很方便地构造一个tuple对象。有关tuple使用的例子可以参考下面的代码。

1  tuple< int,  char,  string> tupInfo( 10,  ' A ',  " hello world ");

2   int a = tupInfo.head();

3   int a2 = tupInfo.tail().head();

4  tuple< char,  string> tupTail = tupInfo.tail();

5   int b =  get< 0>(tupInfo);

6   char c =  get< 1>(tupInfo);

7   string s =  get< 2>(tupInfo);

8  auto tupInfo2 = make_tuple( 5,  ' B ',  string( " C++ 11 "),  4.6);

      前面说过，tuple是一个N元组，而N的个数是没有限制的，也就是说，tuple可以包含0个、1个、2个或更多的元素，每个元素的类型则通过模板参数指定。那么，tuple是如何做到这些的呢？答案是可变参数模板。

      学习C++的人应当对printf函数都非常熟悉，printf的一个特点就是它的参数个数是可变的。而在C++ 11中，则允许模板的参数个数也是可变的。下面是一个模板参数可变的函数模板，用于获取传入的参数的个数。

1 template<typename... Args>

2 UINT GetParameterCount(Args... args)

3 {

4   return  sizeof...(args);

5 }

      可以看到，可变参数模板使用typename再加...来表示模板参数包，使用Args再加...来表示函数参数包。上面代码中的sizeof...专门用于获取函数参数包中参数的个数，它的参数必须是一个函数参数包类型的对象。熟悉了可变参数模板的基本语法后，下面我们使用它来编写一个Print函数，该函数的参数个数和类型都是可变的，它简单地输出传入的各个参数的值，值之间用逗号进行分割，并在输出最后一个参数的值后自动换行。

 1 template<typename T>

 2  void Print(T value)

 3 {

 4  cout << value << endl;

 5 }

 6 

 7 template<typename Head, typename... Rail>

 8  void Print(Head head, Rail... rail)

 9 {

10  cout << head <<  " , ";

11  Print(rail...);

12 }

13 

14  int main( int argc,  char *argv[])

15 {

16  Print( 1);                   //  输出：1

17   Print( 1,  " hello ");          //  输出：1,Hello

18   Print( 1,  " hello ",  ' H ');     //  输出：1,Hello,H

19    return  0;

20 }

       在上面的代码中，我们先定义了一个只有一个模板参数的函数模板，它简单地输出传入的参数的值。然后又定义了一个可变参数的函数模板，它输出第一个参数的值，然后递归地调用自己。注意rail...这种写法，它表示将函数参数包分割成一个一个的参数，并传入Print中。这样，函数参数包中的第一个参数传递给head，剩余的参数又重新构成一个函数参数包传递给rail。当递归调用到函数参数包中只有一个参数时，则会调用只有一个模板参数的Print函数。

      理解了可变模板参数的使用原理后，我们再来编写一个自己的Printf函数。

 1  void MyPrintf( const  char *pszText)

 2 {

 3  assert(pszText != NULL);

 4 

 5  cout << pszText;

 6 }

 7 

 8 template<typename T, typename... Args>

 9  void MyPrintf( const  char *pszText, T value, Args... args)

10 {

11  assert(pszText != NULL);

12 

13   while (*pszText)

14  {

15    if (*pszText ==  ' % ' && *++pszText !=  ' % ')

16   {

17    cout << value;

18    MyPrintf(++pszText, args...);

19     return;

20   }

21   cout << *pszText++;

22  }

23 }

      调用MyPrintf函数时的推理过程与Print的推理过程类似，这里就不再赘述了。另外，如果想更深入地学习可变参数模板，还可以参阅tuple的源代码，或者自己动手实现一个简化版的tuple。