【转】C++ 11 tuple & 可变参数模板
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。
