用于打印参数包内容的递归可变参数模板

Question

如何创建递归可变参数模板来打印参数包的内容？ 我正在尝试这样做，但它无法编译：

template <typename First, typename ...Args>
std::string type_name () {
    return std::string(typeid(First).name()) + " " + type_name<Args...>();
}
std::string type_name () {
    return "";
}

我该如何结束递归？

Answer 1

实际上有一种非常优雅的方式来结束递归：

template <typename Last>
std::string type_name () {
    return std::string(typeid(Last).name());
}

template <typename First, typename Second, typename ...Rest>
std::string type_name () {
    return std::string(typeid(First).name()) + " " + type_name<Second, Rest...>();
}

我最初尝试了 template 和 template 但那是被认为是不明确的（其余可以是零元素）。然后这个问题向我展示了最终的解决方案： Compilation Error on Recursive Variadic Template Function

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注意，为了避免一些代码重复，您还可以这样做：

template <typename Last>
std::string type_name () {
    return std::string(typeid(Last).name());
}

template <typename First, typename Second, typename ...Rest>
std::string type_name () {
    return type_name<First>() + " " + type_name<Second, Rest...>();
}

Answer 2

您需要使用部分特化来结束递归，但由于您无法部分特化 C++ 中的自由函数，因此您需要创建一个带有静态成员函数的实现类。

template <typename... Args>
struct Impl;

template <typename First, typename... Args>
struct Impl<First, Args...>
{
  static std::string name()
  {
    return std::string(typeid(First).name()) + " " + Impl<Args...>::name();
  }
};

template <>
struct Impl<>
{
  static std::string name()
  {
    return "";
  }
};

template <typename... Args>
std::string type_name()
{
    return Impl<Args...>::name();
}

int main()
{
  std::cout << type_name<int, bool, char, double>() << std::endl; // "i b c d"
  return 0;
}

Impl 的第一个声明只是 g++ 4.6（及更低版本）中的缺陷的解决方法。一旦正确实现了可变参数模板，就没有必要了。

在 ideone.com 上查看实际情况

Answer 3

C++17 的 if constexpr 允许您在一个模板声明中执行此操作，与许多旧的解决方案不同，它非常容易理解：

template <typename T, typename ...Args>
std::string type_name() {
  if constexpr (!sizeof...(Args)) {
    return std::string(typeid(T).name());
  } else {
    return std::string(typeid(T).name()) + " " + type_name<Args...>();
  }
}

Answer 4

作为不存在的函数部分特化的替代方法，您可以在类型化器类上使用重载：

#include <string>
#include <iostream>
#include <typeinfo>

template <unsigned int N> struct NumberToType { };

template <typename T>
std::string my_type_name(NumberToType<0> = NumberToType<0>())
{
  return std::string(typeid(T).name());
}

template <typename T, typename ...Args>
std::string my_type_name(NumberToType<sizeof...(Args)> = NumberToType<sizeof...(Args)>())
{
  return std::string(typeid(T).name()) + " " + my_type_name<Args...>(NumberToType<sizeof...(Args)-1>());
}

int main()
{
  std::cout << my_type_name<int, double, char>() << std::endl;
}

Answer 5

作为替代方案，您可以就地解压参数包，如下例所示：

#include<string>
#include<iostream>
#include<typeinfo>

template <typename T, typename ...Args>
std::string type_name () {
    std::string str = typeid(T).name();
    int arr[] = { 0, (str += std::string{" "} + typeid(Args).name(), 0)... };
    (void)arr;
    return str;
}

int main() {
    auto str = type_name<int, double, char>();
    std::cout << str << std::endl;
}

实际上不需要递归来执行此操作。

Answer 6

使用C++17折叠表达式：

template <typename ...Args>
std::string type_name () {
    return (std::string(typeid(Args).name()) + " " + ...);
}