C++如何使用可变参数模板（Variadic Templates）？（代码示例）

可变参数模板是C++11引入的特性，通过参数包（typename.../Args...）和展开操作（...）支持任意数量类型与参数；核心用法包括sizeof...获取数量、递归分解处理单个参数、C++17折叠表达式简化展开，广泛用于tuple、variant等标准库组件。

可变参数模板是C++11引入的重要特性，用于编写能接受任意数量、任意类型参数的模板函数或类。核心在于参数包（parameter pack）和展开操作（...）。

基本语法：声明与展开

用typename...或class...声明类型参数包，用Args...声明形参包。展开时args...会将参数依次代入上下文。

最简示例：打印参数个数

template
void print_count() {
    constexpr size_t n = sizeof...(Args); // 编译期获取类型数量
    std::cout << "Number of types: " << n << '\n';
}

template
void print_args_count(Args&&... args) {
    constexpr size_t n = sizeof...(args); // 编译期获取实参数量
    std::cout << "Number of arguments: " << n << '\n';
}

递归展开：处理每个参数

由于不能直接遍历参数包，常用“头+尾”递归方式逐个处理。需提供非可变版本作为递归终止条件。

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• 定义空参数包的终止重载
• 定义至少一个参数的主模板，分离第一个参数（first）和剩余参数包（rest...）
• 在函数体内使用first，再递归调用自身处理rest...

// 终止重载：空参数包
void print() {
    std::cout << '\n';
}

// 主模板：至少一个参数
template
void print(const T& first, const Args&&... rest) {
    std::cout << first << ' ';
    print(rest...); // 递归展开剩余参数
}

// 使用
print(42, "hello", 3.14, true); // 输出：42 hello 3.14 1 

折叠表达式（C++17）：更简洁的展开方式

替代递归，用(expr ...)或(... expr)一次性展开并组合所有参数，支持+、&&、等运算符。

• (std::cout ：左折叠，等价于((std::cout
• (args + ...)：右折叠，求和（要求所有类型支持+）
• (args && ...)：逻辑与，全为true才返回true

template
void print_fold(Args&&... args) {
    (std::cout << ... << args) << '\n'; // 自动左折叠
}

template
auto sum(Args&&... args) {
    return (args + ...); // 要求所有参数可相加
}

// 使用
print_fold("a", 1, 3.14); // 输出：a13.14
std::cout << sum(1, 2, 3, 4) << '\n'; // 输出：10

在类模板中使用：存储多个类型/值

可变参数模板类常用于实现元组（std::tuple）、类型列表或配置容器。通常结合继承或成员组合保存参数包。

简易类型容器示例（仅存类型信息，不存值）：

template
struct type_list {};

// 获取类型数量
template struct size;

template
struct size> {
    static constexpr size_t value = sizeof...(Ts);
};

static_assert(size>::value == 3);

实际应用中，std::tuple、std::variant、工厂函数、日志宏等都深度依赖可变参数模板。

基本上就这些。掌握参数包声明、sizeof...、递归分解和C++17折叠表达式，就能应对绝大多数场景。