C++ 非类型参数包扩展

Question

我正在编写由单一类型参数化的模板函数，并且具有可变数量的相同类型（不是不同类型）的参数。它应该检查第一个值是否在其余值中。我想这样写：

#include <unordered_set>

template <typename T>
static bool value_in(T val, T vals...) {
    // compiles, but uses only vals[0]:
    const std::unordered_set<T> allowed {vals};
    // error: pack expansion does not contain any unexpanded parameter packs:
    // const std::unordered_set<T> allowed {vals...};
    return allowed.find(val) != allowed.end();
}
// usage
enum class Enumeration {one, two, three};
int main () {
    // should return true -> 0
    return value_in(Enumeration::two,
                    Enumeration::one,
                    Enumeration::two) ? 0 : 1;
}

我希望第二个能工作，但它没有编译，因为

test.cpp: In function ‘bool value_in(T, T, ...)’:
test.cpp:7:46: error: expansion pattern ‘vals’ contains no argument packs

我看到的是“(T, T, ...)”而不是“(T, T...)”，所以我可能搞砸了函数声明并以 C 风格的可变参数函数结束。

如何编写接受任意数量的相同类型参数的声明？

Answer 1

我在这里看到两个选项。您可以传递一个 std::initializer_list，这会导致函数签名更改为

#include <initializer_list>

template <typename T>
static bool value_in(T&& val, std::initializer_list<T> vals)
{
    /* Implementation as before */
}

和

的调用片段

return value_in(Enumeration::two,
      { Enumeration::one, Enumeration::two }) ? 0 : 1;

注意这里的额外大括号，它们是构造要传递的初始化列表所必需的。这种方法的一个小细节是函数签名，它立即表明只有一种类型可以推导。

如果输入大括号感觉不对，请坚持原来的尝试并调整函数，这样

template <typename S, typename... T>
static bool value_in(S&& val, T&&... vals) {
   const std::unordered_set<S> allowed {std::forward<T>(vals)...};

   /* As before... */
}

这允许调用原始代码段中的函数。与上面的解决方案相比，这个签名显然有两个模板参数，如果 S 不同于 T.

，这可能需要再看一遍才能看到它会失败

Answer 2

首先，定义一个C风格的可变参数函数

static bool value_in (T val, T vals, ...)

... 前的逗号是可选的。

所以你的

static bool value_in(T val, T vals...)

定义两个非可变参数（val 和 vals）和一个未命名的可变序列。

How to write declaration that will accept arbitrary number of parameters of the same type?

有很多方法，但是，恕我直言，有缺点

一种可能的方法是使用 SFINAE：您可以强制可变参数类型等于第一种类型。

以下是使用模板折叠的C++17可能的解决方案

template <typename T, typename ... Ts>
std::enable_if_t<(std::is_same<T, Ts>::value && ...), bool>
   value_in (T val, Ts ... vals) 
 {
   const std::unordered_set<T> allowed {val, vals ... };

   return allowed.find(val) != allowed.end();
 }

您也可以在 C++11/C++14 中开发此解决方案，但有点复杂。

缺点：Ts...类型被推导出来，它们必须是完全相同的T类型。

因此，举例来说，如果您想要一个接受 std::string() 列表的函数，则不能使用 char const *

来调用它

value_in(std::string{"abc"}, "123");

因为 T、std::string 不同于 Ts...、char const *，并且 SFINAE 不启用 value_in。

您可以使用 std::is_convertible 而不是 std::is_same，但我建议另一种方法，分两步进行。

首先你需要一个自定义类型特征（使用 using 帮助器）到 select 列表中的第一个类型

template <typename T, typename ...>
struct firstType
 { using type = T; };

template <typename T, typename ... Ts>
using firstType_t = typename firstType<T, Ts...>::type;

现在您可以编写第一步 value_in() 拦截所有值，检测所有类型（无限制）并将它们传递给第二步函数，如下所示

template <typename T, typename ... Ts>
bool value_in (T val, Ts ... vals) 
 { return value_in_helper<T, Ts...>(val, vals...); }

第二步函数使用firstType

更改T中的所有Ts...类型

template <typename T, typename ... Ts>
bool value_in_helper (T val, firstType_t<T, Ts> ... vals) 
 {
   const std::unordered_set<T> allowed {val, vals ... };

   return allowed.find(val) != allowed.end();
 }

此解决方案与 C++11 兼容。

缺点：需要第二步。

优点（恕我直言）：此解决方案通过声明接收 T 类型的第二步函数，因此也接受可转换为 T.

的参数

即：这个解决方案也接受

value_in(std::string{"abc"}, "123");

因为不再需要 "123" 正好是 std::string；也可以转换为 std::string.

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