Question

template<typename... ArgTypes>
int add(ArgTypes... args);

template<typename T, typename... ArgTypes>
int add(T t, ArgTypes... args)
{
    int sum = 0;
    return t + add(args...);
}
template<> int add() {
    return 0;
}

如何添加更多的运算，例如乘法和减法？ template<> int add()是什么意思？

任何人都可以详细解释此递归模板如何工作吗？

UPD：谢谢大家进行减法运算，是的，减法运算不是可交换的，因此它实际上不适用于这种递归模板。

UPD2：添加了一个调用堆栈作为社区的参考

Answer 1

这是我的解释尝试。

首先：

template<typename... ArgTypes>
int add(ArgTypes... args);

这是起点。它说：“存在一个名为add的函数，该函数接受零个或更多通用参数”。它不包含实现，因此就其本身而言，就等于向编译器保证将存在这样的功能。

那么我们有：

template<typename T, typename... ArgTypes>
int add(T t, ArgTypes... args)
{
    int sum = 0; // This line isn't doing anything!
    return t + add(args...);
}

这表示“这里有一个名为add的函数，它接受一个或多个通用参数”。它包括一个实现。该实现的一部分递归调用add(args...)，但除第一个参数外（即零个或多个）使用所有参数。上面的第一个声明已经告诉我们这是存在的。

如果args中至少有一个参数，则此递归调用最终将再次调用完全相同的函数。但是，当args包含零个参数时会发生什么？我们需要函数的版本（专业化）来处理这种情况，这是第二个定义未处理的唯一情况。那是第三个声明出现的地方：

template<> int add() {
    return 0;
}

这定义了一个名为add的函数，该函数需要零个辩论。

因此，总而言之：

第二个声明定义了一个使用一个或多个争论点
第三个声明定义了一个带有零参数的函数
这意味着我们有一个函数接受零个或多个参数，如第一个声明所声明。

Answer 2

谁能详细解释此递归模板如何工作？

我可以尝试。

首先有

template<typename... ArgTypes>
int add(ArgTypes... args);

这是一个可变参数模板函数声明：您声明存在一个add()函数，该函数接收可变参数（零个或多个）数量的argumens。

注意：您声明但未定义函数。

第二个：您声明和定义

template<typename T, typename... ArgTypes>
int add(T t, ArgTypes... args)
{
    int sum = 0;
    return t + add(args...);
}

一个不同模板函数add()，该函数接收模板类型参数（t）和可变参数模板列表（args...）。

行

int sum = 0;

是完全无用的，因为声明了一个未使用的变量，但以下一行

return t + add(args...);

做一个工作，返回t之间的和与后面add(args...)之间的和（args...）。

因此，add(args...)不为空时，int add(T t, ArgTypes... args)递归地称为args...，而int add(ArgTypes... args)为空时，args...被递归调用列表。

但是请记住，int add(ArgTypes... args)已声明但未定义。

最后一点是

template<> int add() {
    return 0;
}

这是第一个模板功能的完全专业化（记住您不能部分专业化模板功能，但可以完全专业化）的定义。

>

非主题建议：您不需要第一个模板功能；您可以用更简单的非模板功能代替它。

您可以按以下方式重写代码

int add()
 { return 0; } 

template <typename T, typename... ArgTypes>
int add(T t, ArgTypes... args)
 { return t + add(args...); }

并且正如Jarod42建议的那样，如果可以使用C ++ 17，则可以完全避免使用模板折叠进行递归

template <typename... ArgTypes>
int add (ArgTypes... args)
 { return (... + args); }

，或者使用auto返回类型。

如何添加更多的运算，例如乘法和减法？

不知道减法（如何定义可变参数减法？），但是对于乘法，您可以使用类似的方法（但基本情况必须返回1，而不是0）

int mult ()
 { return 1; } 

template <typename T, typename... ArgTypes>
int mult (T t, ArgTypes... args)
 { return t * mult(args...); }

或使用C ++ 17中的模板折叠

template <typename... ArgTypes>
int mult (ArgTypes... args)
 { return (... * args); }

Answer 3

这是相当普遍的递归variadic template。这个想法是我们使用递归

f(x0, x1, ..., xn) = f(f(x0, x1, ..., xn-1), xn) (1)，

在您的示例中

add(x0, x1, ..., xn) = add(x0, x1, ..., xn-1) + xn。

可变参数模板提供了创建此类结构的简单有用的方法。

首先，定义模板的常规签名（没有实现，因为我们从不使用常规形式）

template<typename... ArgTypes>
int add(ArgTypes... args);

现在专门针对至少具有一个参数的情况使用模板功能。我们使用递归提取第一个参数，然后递归调用自身，并将参数数量减少一个。

template<typename T, typename... ArgTypes>
int add(T t, ArgTypes... args)
{
    int sum = 0;
    return t + add(args...); // recursive call without first arg
}

要停止递归，我们将模板专用化用于空模板参数列表（我们在最后一步添加0）。

template<> int add() {
    return 0;
}

对于乘法，您只需将+更改为*，因为两种情况下通用递归形式（1）都相同，然后将return 0更改为return 1（乘以1在最后一步）。

在减法情况下，递归（1）的一般形式不可用，因为a-b != b-a产生了歧义。还可以进行除法和其他非交换运算。您将必须澄清操作顺序。

Answer 4

递归有一个base case。因此，您可以将template<> int add()视为涵盖T是整数的基本情况的模板专业化。 sizeof...(args)为零时将调用此方法。参见Demo Here。

对于乘法，您可以这样做：

template<typename T, typename... ArgTypes>
int mult(T t, ArgTypes... args)
{
    return t * mult(args...);
}
template<> int mult() {
    return 1;
}

我不确定您打算减法做什么。我们可以有数字的总和（加法）和数字的乘积（乘法），但是没有像???那样的东西。（减）数字。

递归模板说明C ++

4 个答案: