[C++] 不定數量的樣本參數 (variadic template)

在很早已前的 C 就有提供不定數量參數 (variadic argument) 的功能了，比方說像 printf/scanf 系列的 function，他們能接受數量不固定的參數。而 C++11 把這個功能也放到 template 來用了，所以現在也有 variadic template 的功能，有些資料的關鍵字是 parameter pack，不過其實內容是一樣的。

variadic template 長得像這樣 (其實跟 variadic argument 滿像的)：

template <typename ... Args> void func(Args ... args);

重點就在於 <> 中的 typename，以前寫 template 時這邊必須要是寫死的，現在可以用 ... 來表示不定數量的參數型態。這樣有甚麼好處呢？比方說早期 STL 只有像是 std::pair 能同時允許 2 個 element 擁有不同型態，如果想要 2 個以上的 element 可以是相同或不同的型態就辦不到。而 C++11 後的 STL 多了一個 std::tuple 可以接受不定數量且不定型態的 element，像是 std::tuple<int, char>、std::tuple<std::string, bool, char> 這樣，數量跟型態都是不固定的，這其中就是用到 variadic template 的效果。我們可以看到 std::tuple 宣告其實長得像這樣：

template <class... Types> class tuple;

實際使用上的話，因為這個寫法其實就是把所有參數都綁起來了，所以沒辦法單獨存取，因此實際撰寫上就必須要利用 overloading 的效果讓 compiler 可以把被綁成一坨的參數解開。舉個例子，假設說我們想要寫一個 function print() 可以接受任意數量且任意型態的參數，然後把這些參數都印出來，中間都用 , 區隔開，像下面這樣

print(1, 2.5, 'x', "123");

輸出會是

1 , 2.5 , x , 123

但如果是

print(1);

結果就要是

1

像這樣的需求我們可以先把 print 的特例抓出來：參數數量是 0 或 1 個。在這種情況下 1 個的時候不要有 ,；而沒有給任何參數時當然就是甚麼都不要印，所以我們可以寫成：

void print() {}

template <typename T> void print(const T& arg)
{
    std::cout << arg;
}

當然，當參數數量多於一個時，我們可以寫成

template <typename T, typename ... Args> void print(const T& t, Args&& ... args)
{
    std::cout << t << " , ";
    print(args...);
}

可以特別注意到上面的寫法，第一個參數的型態 T 是有被另外獨立出來的，這樣可以確保 template 在推導參數型態時把第一個參數 t 獨立，而不會跟其他參數綁住，如此一來我們就能直接存取 t。

那剩餘的參數要怎麼印呢? 可以看到 std::cout 下面那行的寫法：

print(args...);

對，就是用遞迴。首先，第一個參數 t 被排除掉了，其他所有的參數就可以寫成 args... 來代表 (... 是正式語法，不要真的省略掉阿 XD)，當 args... 實際上只剩 1 個時就會直接呼叫到上面寫得只有一個參數的特化版本去了。

當然，如果有個 function 本身就是能接受不定數量參數的就不用自己寫遞迴了，直接呼叫就好