c++11（三）

一、可变参数

1、可变参数模板

c语言中的 scanf 和 printf 可以支持我们传入任意个数的参数，原理就是用了参数包。

//可变参数包
template<class ...Args>
void Print(Args... args)
{}

Args：模板参数包

args：函数形参参数包

声明一个参数包：Args... args  

Args... 表示有0~n个类型，args 表示模板参数定义的形参参数包。

sizeof...(args)：求参数包中参数个数

2、参数包在编译时的参数推导递归（方法一）

//最后参数包个数是0时打印换行
void _Printf()
{
	cout << endl;
}
 
//子函数递归调用 把参数包中的值全部打印
template<class T, class ...Args>
void _Printf(T& t, Args... args)
{
	cout << t << endl;
	_Printf(args...);
}
 
//主函数调用子函数传入参数包
template<class ...Args>
void Printf(Args... args)
{
	_Printf(args...);
}
 
int main()
{
	Printf(1, 2.2, "string");
	return 0;
}

结果：

3、运用数组初始化展开参数包（方法二）

template<class T>
int Printf(T t)
{
	cout << t << endl;
	return 0;
}
 
 
template<class ...Args>
void showList(Args... args)
{
	//定义数组是为了在构造时展开参数包
	int a[] = { Printf(args)... };//函数Printf推导参数包个数
	cout << endl;
}
 
int main()
{
	showList(1, "hello", 'x');
	return 0;
}

a 数组创建时，会根据 { } 中的参数进行初始化，可以在此直接将可变参数包展开，展开过程中就完成了参数的解析工作。

结果：

4、emplace系列函数

在stl容器中插入数据可以使用emplace系列函数，这样在多数情况下效率最高。

可以看到用的就是参数包形式的传参，在模板中 Args&&... args 是万能引用。

下面我们对比push_back和emplace_back来讨论emplace系列函数的优势

int main()
{
	std::list<bit::string> l;
 
	bit::string str1 = "Hello";
	bit::string str2 = "Hello";
 
	// 插入左值
	l.push_back(str1);
	l.emplace_back(str2);
	cout << endl;
 
	// 插入 move 出来的右值
	l.push_back(move(str1));
	l.emplace_back(move(str2));
	cout << endl;
 
	return 0;
}

结论1：参数是左值和move得到的右值，两者并无区别。

int main()
{
	// 插入纯右值
	l.push_back("World");
	l.emplace_back("World");
 
	return 0;
}

emplace_back函数直接都没有移动构造，emplace 系列函数可以直接将纯右值作为参数传递，传递途中不展开参数包，直到构造函数才把参数包展开，体现可变参数包 的优势（直接传递参数）

结论2：在插入纯右值，并且构造函数能正常接收时，emplace 系列函数可以直接构造，省去了调用移动构造函数时的开销。

总结

1、对于深拷贝的类型，push_back是构造 + 移动构造，emplace_back是直接构造

2、对于浅拷贝的类型，push_back是构造 + 拷贝构造，emplace_back是直接构造

3、由于push_back函数参数写死，所以只能先构造再拷贝构造，但是emplace_back函数参数是参数包，能够随函数一层一层传递下去，到构造函数时一起构造，省去中间所有构造。

4、在插入单参数，左值，move 之后的右值时两者没有区别，当插入多参数时 emplace 参数包就会随函数调用一层一层向下传，最后直接构造。

int main()
{
    list<string> l;                 
    string s("111");                //构造
    l.emplace_back(s);              //左值深拷贝
    l.emplace_back(move(s));        //右值移动构造
    l.emplace_back("111");          //单参数参数包最后直接构造
    l.emplace_back(string("111"));  //构造 + 移动构造
}

二、包装器

1、作用

首先我们先了解可调用对象

C++中的 function 本质是一个类模板，也是一个包装器。为了函数调用方便，统一可调用对象的调用方式，function包装器用来包装对象，由于底层使用的是operator()函数重载，所以调用方式就能得到统一。

Ret：返回值类型

Args：参数包

2、使用包装器

（1）定义包装器

​#include<functional>
function<返回类型(参数包类型)> fc;

（2）举例

​int f(int a, int b)
{
	return a + b;
}
 
struct add
{
public:
	int operator()(int a, int b)
	{
		return a + b;
	}
};
 
int main()
{
    //函数指针包装
	function<int(int, int)> fc1 = f;
	//仿函数对象包装
    function<int(int, int)> fc2 = add();
	//lambda表达式包装
    function<int(int, int)> fc3 = [](int a, int b) {return a + b; };
	return 0;
}

注意：包装器只是包装可调用对象，不是定义可调用对象。

3、理解代码

map<string, functional<int(int, int)> func = opFuncMap = {
{" + ", [](int a, int b){return a + b;}},
{" - ", [](int a, int b){return a - b;}},
{" * ", [](int a, int b){return a * b;}},
{" / ", [](int a, int b){return a / b;}},
};

这是命令与动作的对应实现代码，用到了 initializer_list 初始化4个命令与动作的对应操作。

通过包装器封装的函数最后调用函数的代码就会统一，简单。

function<int(int, int)> func = opFuncMap["+"];
func(1, 2);

4、如何包装静态 / 普通成员函数

class Func
{
public:
    static int plusi(int a, int b) {return a + b; };
    
    int plusd(double a, double b) {return a + b; };
}
 
 
int main()
{
    //包装静态成员函数
    function<int(int, int)> f1 = &Func::plusi;
    
    //包装普通成员函数(用对象指针)
    function<double(Func*, double, double)> f2 = &Func::plusd;
    Func f;
    f2(&f, 3.1, 2.1);
 
    //包装普通成员函数(用对象)
    function<double(Func, double, double)> f3 = &Func::plusd;
    f3(Func(), 3.1, 2.1);
}

（1）获取成员函数函数指针方法：&类型 : : 函数名

（2）普通成员函数参数要包含 this 指针，所以对于普通成员函数的 function 定义就一定要带上 this 指针的参数个数（静态函数因为没有 this 指针不用考虑），这时就有两种方法，一种是定义对象指针，一种是定义对象。

问题：要传的参数是对象的指针，为什么第二种用对象传也可以？

首先 this 指针不能显示传递，所以其实 function 底层就是operator() 用传入的对象调用函数，所以在底层就不关心是不是对象的指针，只关心是不是传对象。

三、绑定

1、作用

调整可调用对象的参数个数或参数顺序。

bind 是一个函数模板，它就像一个函数包装器(适配器)，接受一个可调用对象，生成一个新的可调用对象来 “适应” 原对象的参数列表

第二个模板中的 Ret 如果需要修改原来函数对象的返回值，就可以显示实例化来确定特殊的返回类型。

万能引用里面的参数包包括了绑定值和参数（placeholders::_1, placeholders::_2,....）

其中 placeholders::_1 表示传进函数的第一个实参，以此类推。

2、作用一：调整参数顺序

int Sub(int a, int b)
{
	return a - b;
}
 
 
int main()
{
	auto f1 = Sub;
	cout << f1(10, 5) << endl;
 
	 //调整顺序
	auto f2 = bind(Sub, placeholders::_2, placeholders::_1);
	cout << f2(10, 5) << endl;
    return 0;
}

结果：

原理图：

绑定函数时交换实参的位置就能交换参数。

3、作用二：调整参数个数

原理：绑死几个参数到bind函数里面，调用时参数减少。

class Sub
{
public:
	Sub(int x)
		:_x(x)
	{}
	int sub(int a, int b)
	{
		return a - b;
	}
private:
	int _x;
};
 
int main()
{
    auto f3 = bind(&Sub::sub, placeholders::_1, placeholders::_2, placeholders::_3);
    
    cout << f3(Sub(1), 10, 5) << endl;
 
    Sub sub(1);
    cout << f3(&sub, 10, 5) << endl;
 
    // 绑定，调整参数个数
    auto f4 = bind(&Sub::sub, Sub(1), placeholders::_1, placeholders::_2);
    cout << f4(10, 5) << endl;
 
    auto f5 = bind(&Sub::sub, &sub, placeholders::_1, placeholders::_2);
    cout << f5(10, 5) << endl;
 
    return 0;
}

上面的代码绑定了调用成员函数所用到的对象，这样每次调用函数就不用传对象。

结果：