16.4.1. Шаблоны функции с переменным количеством аргументов

В разделе 6.2.6 упоминалось, что для определения функции, способной получать переменное количество аргументов, можно использовать класс initializer_list. Однако у аргументов должен быть одинаковый тип (или типы, преобразуемые в общий тип). Функции с переменным количеством аргументов используются тогда, когда не известно ни количество, ни типы аргументов. Для примера определим функцию, подобную прежней функции error_msg(), только на сей раз обеспечим и изменение типов аргумента. Начнем с определения функции print() с переменным количеством аргументов, которая выводит содержимое заданного списка аргументов в указанный поток.

Функции с переменным количеством аргументов зачастую рекурсивны (см. раздел 6.3.2). Первый вызов обрабатывает первый аргумент в пакете и вызывает себя для остальных аргументов. Новая функция print() будет работать таким же образом — каждый вызов выводит свой второй аргумент в поток, обозначенный первым аргументом. Для остановки рекурсии следует определить также обычную функцию print(), которая получает поток и объект:

// Функция для завершения рекурсии и вывода последнего элемента

// ее следует объявить перед определением версией print() с переменным

// количеством аргументов

template<typename Т>

ostream &print(ostream &os, const T &t) {

 return os << t; // нет разделителя после последнего элемента в пакете

}

// эта версия print() будет вызвана для всех элементов в пакете, кроме

// последнего

template <typename Т, typename... Args>

ostream &print(ostream &os, const T &t, const Args&... rest) {

 os << t << ", "; // выводит первый аргумент

 return print(os, rest...); // рекурсивный вызов; вывод других

                            // аргументов

}

Первая версия функции print() останавливает рекурсию и выводит последний аргумент в начальном вызове функции print(). Вторая версия, с переменным количеством аргументов, выводит аргумент, связанный с t, и вызывает себя для вывода остальных значений в пакете параметров функции.

Ключевая часть — вызов функции print() в функции с переменным количеством аргументов:

return print(os, rest...); // рекурсивный вызов; вывод других

// аргументов

Версия функции print() с переменным количеством аргументов получает три параметра: ostream&, const T& и пакет параметров. Но в этом вызове передаются только два аргумента. В результате первый аргумент в пакете rest привязывается к t. Остальные аргументы в пакете rest формируют пакет параметров для следующего вызова функции print(). Таким образом, при каждом вызове первый аргумент удаляется из пакета и становится аргументом, связанным с t. Соответственно, получаем:

print(cout, i, s, 42); // два параметра в пакете

Рекурсия выполнится следующим образом:

Вызов print(cout, 42) вызывает обычную версию функции print().

Первые два вызова могут соответствовать только версии функции print() с переменным количеством аргументов, поскольку обычная версия не является подходящей. Эти вызовы передают четыре и три аргумента соответственно, а обычная функция print() получает только два аргумента.

Для последнего вызова в рекурсии, print(cout, 42), подходят обе версии функции print(). Этот вызов передает два аргумента, и типом первого являются ostream&. Таким образом, подходящей является обычная версия функции print().

Версия с переменным количеством аргументов также является подходящей. В отличие от обычного аргумента, пакет параметров может быть пустым. Следовательно, экземпляр версии функции print() с переменным количеством аргументов может быть создан только с двумя параметрами: один — для параметра ostream& и другой — для параметра const T&.

Обе функции обеспечивают одинаково хорошее соответствие для вызова. Однако нешаблонная версия с переменным количеством аргументов более специализирована, чем шаблонная с переменным количеством аргументов. Поэтому выбирается версия без переменного количества аргументов (см. раздел 16.3).

Объявление версии функции print() с постоянным количеством аргументов должно быть в области видимости, когда определяется версия с переменным количеством аргументов. В противном случае функция с переменным количеством аргументов будет рекурсивно вызывать себя бесконечно.

Упражнения раздела 16.4.1

Упражнение 16.53. Напишите собственные версии функций print() и проверьте их, выводя один, два и пять аргументов, у каждых из которых должны быть разные типы.

Упражнение 16.54. Что происходит при вызове функции print() для типа, не имеющего оператора <<?

Упражнение 16.55. Объясните, как выполнилась бы версия функции print() с переменным количеством аргументов, если бы обычная версия функции print() была объявлена после определения версии с переменным количеством аргументов.