C ++中可变数量的参数?


293

如何编写一个接受可变数量参数的函数?这可能吗?


49
此时使用C ++ 11,此问题的答案将大不相同
K-ballo 2013年

1
@ K-BALLO我加了C ++ 11个的例子,以及因为最近的问题最近问这个同样的事情,而我觉得,为了证明其关闭这个急需一个stackoverflow.com/questions/16337459/...
沙菲克Yaghmour

1
我的答案中也添加了C ++ 11之前的选项,因此现在它应该涵盖了大多数可用的选择。
Shafik Yaghmour 2013年

@ K-ballo如果您需要强制参数类型,那么在C ++中没有afaik可以做到这一点。在C ++ 11中效果很好
graywolf

Answers:


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您可能不应该这样做,并且可以以更安全,更简单的方式完成您想做的事情。从技术上讲,要在C中使用可变数量的参数,请包含stdarg.h。从你会得到的va_list类型以及其操作上叫三大功能va_start()va_arg()va_end()

#include<stdarg.h>

int maxof(int n_args, ...)
{
    va_list ap;
    va_start(ap, n_args);
    int max = va_arg(ap, int);
    for(int i = 2; i <= n_args; i++) {
        int a = va_arg(ap, int);
        if(a > max) max = a;
    }
    va_end(ap);
    return max;
}

如果你问我,那是一团糟。它看起来很糟糕,不安全,并且充满了技术细节,与您在概念上试图实现的目标无关。相反,请考虑使用重载或继承/多态性,构建器模式(如在operator<<()流中)或默认参数等。这些都是更安全的:编译器会更多地了解您要执行的操作,因此在更多情况下它可以停止你先把脚踢掉。


7
据推测,您不能将引用传递给varargs函数,因为编译器不知道何时按值传递和何时按引用传递,并且因为底层的C宏不一定知道如何使用引用进行处理-已经对什么进行了限制您可以通过升级规则将C参数传递给C函数。
乔纳森·莱夫勒

3
有必要在...语法之前提供至少一个参数吗?
Lazer 2010年

3
@Lazer并不是语言或库的要求,但是标准库没有提供告诉您列表长度的方法。您需要呼叫者向您提供此信息,或者以某种方式自行解决。printf()例如,在的情况下,该函数将解析字符串参数以获取特殊标记,以弄清楚在变量参数列表中应该有多少个额外的参数。
威廉·泰勒,2010年

11
您可能应该使用<cstdarg>C ++而不是<stdarg.h>
newacct 2013年

11
可变数量的参数非常适合调试或填充某些数组的函数/方法。同样,它对许多数学运算也非常有用,例如最大,最小,总和,平均值...当您不搞乱它时,它就不会混乱。
托马什Zato -恢复莫妮卡

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C ++ 11中,您有两个新选项,如“ 替代方法”部分的“ 可变参数函数参考”页所述:

  • 可变参数模板还可用于创建采用可变数量参数的函数。它们通常是更好的选择,因为它们不对参数的类型施加限制,不执行整数和浮点数提升,并且类型安全。(自C ++ 11起)
  • 如果所有变量参数都具有相同的类型,则std :: initializer_list可提供一种方便的机制(尽管语法不同)来访问变量参数。

以下是显示这两种选择的示例(现场观看):

#include <iostream>
#include <string>
#include <initializer_list>

template <typename T>
void func(T t) 
{
    std::cout << t << std::endl ;
}

template<typename T, typename... Args>
void func(T t, Args... args) // recursive variadic function
{
    std::cout << t <<std::endl ;

    func(args...) ;
}

template <class T>
void func2( std::initializer_list<T> list )
{
    for( auto elem : list )
    {
        std::cout << elem << std::endl ;
    }
}

int main()
{
    std::string
        str1( "Hello" ),
        str2( "world" );

    func(1,2.5,'a',str1);

    func2( {10, 20, 30, 40 }) ;
    func2( {str1, str2 } ) ;
} 

如果您正在使用gccclang我们可以使用PRETTY_FUNCTION 魔术变量来显示函数的类型签名,这有助于了解正在发生的情况。例如使用:

std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << ": " << t <<std::endl ;

在示例中,可变参数函数将导致int跟随(实时观看):

void func(T, Args...) [T = int, Args = <double, char, std::basic_string<char>>]: 1
void func(T, Args...) [T = double, Args = <char, std::basic_string<char>>]: 2.5
void func(T, Args...) [T = char, Args = <std::basic_string<char>>]: a
void func(T) [T = std::basic_string<char>]: Hello

在Visual Studio中,您可以使用FUNCSIG

更新Pre C ++ 11

C ++ 11之前std :: initializer_list的替代方法是std :: vector或其他标准容器之一

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

template <class T>
void func1( std::vector<T> vec )
{
    for( typename std::vector<T>::iterator iter = vec.begin();  iter != vec.end(); ++iter )
    {
        std::cout << *iter << std::endl ;
    }
}

int main()
{
    int arr1[] = {10, 20, 30, 40} ;
    std::string arr2[] = { "hello", "world" } ; 
    std::vector<int> v1( arr1, arr1+4 ) ;
    std::vector<std::string> v2( arr2, arr2+2 ) ;

    func1( v1 ) ;
    func1( v2 ) ;
}

可变参数模板的替代方法将是可变参数函数,尽管它们不是类型安全的,并且通常不易出错,使用起来可能不安全,但唯一的其他可能替代方法是使用默认参数,尽管使用范围有限。下面的示例是链接参考中示例代码的修改版本:

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdarg>

void simple_printf(const char *fmt, ...)
{
    va_list args;
    va_start(args, fmt);

    while (*fmt != '\0') {
        if (*fmt == 'd') {
            int i = va_arg(args, int);
            std::cout << i << '\n';
        } else if (*fmt == 's') {
            char * s = va_arg(args, char*);
            std::cout << s << '\n';
        }
        ++fmt;
    }

    va_end(args);
}


int main()
{
    std::string
        str1( "Hello" ),
        str2( "world" );

    simple_printf("dddd", 10, 20, 30, 40 );
    simple_printf("ss", str1.c_str(), str2.c_str() ); 

    return 0 ;
} 

使用可变参数函数还带有您可以传递的参数限制,这在C ++标准草案的“ 5.2.2 函数调用”7节中有详细介绍:

当给定参数没有参数时,以传递函数的方式传递参数,以使接收函数可以通过调用va_arg(18.7)来获取参数的值。对参数表达式执行左值到右值(4.1),数组到指针(4.2)和函数到指针(4.3)的标准转换。在这些转换之后,如果参数没有算术,枚举,指针,指向成员的指针或类类型,则程序格式错误。如果参数具有非POD类类型(第9节),则行为是未定义的。[...]


您的typenamevs class用法是否高于故意?如果是这样,请解释。
kevinarpe

1
@kevinarpe不是故意的,尽管它不会改变任何东西。
Shafik Yaghmour


是否可以使函数采用initializer_list递归?
idclev 463035818 '18 -10-26

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C ++ 17解决方案:完整类型安全性+好的调用语法

由于在C ++ 11中引入了可变参数模板,在C ++ 17中引入了折叠表达式,因此可以定义一个模板函数,该函数在调用方可以被调用,就好像它是一个分形函数一样,但具有以下优点: :

  • 严格类型安全;
  • 无需参数数量的运行时信息或不使用“停止”参数就可以工作。

这是混合参数类型的示例

template<class... Args>
void print(Args... args)
{
    (std::cout << ... << args) << "\n";
}
print(1, ':', " Hello", ',', " ", "World!");

另一个具有强制类型匹配的所有参数:

#include <type_traits> // enable_if, conjuction

template<class Head, class... Tail>
using are_same = std::conjunction<std::is_same<Head, Tail>...>;

template<class Head, class... Tail, class = std::enable_if_t<are_same<Head, Tail...>::value, void>>
void print_same_type(Head head, Tail... tail)
{
    std::cout << head;
    (std::cout << ... << tail) << "\n";
}
print_same_type("2: ", "Hello, ", "World!");   // OK
print_same_type(3, ": ", "Hello, ", "World!"); // no matching function for call to 'print_same_type(int, const char [3], const char [8], const char [7])'
                                               // print_same_type(3, ": ", "Hello, ", "World!");
                                                                                              ^

更多信息:

  1. 可变参数模板,也称为参数包参数包(自C ++ 11起)-cppreference.com
  2. 折叠表达式折叠表达式(C ++ 17起)-cppreference.com
  3. 在coliru上查看完整的程序演示

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希望我能读懂一天的病template<class Head, class... Tail, class = std::enable_if_t<are_same<Head, Tail...>::value, void>>
-Eladian

1
@Eladian将其读为“仅当HeadTail... 相同时才启用该功能,其中” 相同 ”表示std::conjunction<std::is_same<Head, Tail>...>。将此最后定义读为“ Head与所有Tail...” 相同。
YSC

24

在c ++ 11中,您可以执行以下操作:

void foo(const std::list<std::string> & myArguments) {
   //do whatever you want, with all the convenience of lists
}

foo({"arg1","arg2"});

列表初始化器FTW!


19

在C ++ 11中,有一种做变量参数模板的方法,这导致了一种真正优雅且类型安全的方式来拥有变量参数函数。Bjarne自己在C ++ 11FAQ中使用变量参数模板给出了一个printf的好例子。

就我个人而言,我认为这是如此优雅,以至于在编译器支持C ++ 11变量参数模板之前,我什至不会去理会C ++中的变量参数函数。


@donlan-如果您使用的是C ++ 17,则可以在某些情况下使用折叠表达式使事情变得更加简单(在这里创造性地考虑,可以将,运算符与折叠表达式配合使用)。否则,我不这么认为。
全方位

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C ++支持C风格的可变参数函数。

但是,大多数C ++库都使用其他惯用法,例如,该'c' printf函数采用可变参数,而c++ cout对象使用<<重载来解决类型安全和ADT(可能以简化实现为代价)。


而且,这似乎仅在诸如print之类的函数中起作用,在该函数中,您实际上在每个arg上都有单个参数函数的迭代。否则,您只是在初始化一个列表,然后将列表传递给最后std::initializer_lists……这已经在一个简单的任务上引入了巨大的复杂性。
Christopher

13

除了varargs或重载之外,您还可以考虑将参数聚合到std :: vector或其他容器(例如std :: map)中。像这样:

template <typename T> void f(std::vector<T> const&);
std::vector<int> my_args;
my_args.push_back(1);
my_args.push_back(2);
f(my_args);

这样,您将获得类型安全性,并且这些可变参数的逻辑含义将显而易见。

当然,这种方法可能会遇到性能问题,但是除非您确定无法支付任何费用,否则您不必担心它们。这是一种c ++的“ Pythonic”方法。


6
更清洁的方法是不强制使用向量。而是使用模板参数指定STL样式的集合,然后使用参数的begin和end方法对其进行迭代。这样,您可以使用std :: vector <T>,c ++ 11的std :: array <T,N>,std :: initializer_list <T>甚至创建自己的集合。
延斯·阿克布鲁姆

3
@JensÅkerblom我同意,但这是应针对当前问题进行分析的一种选择,以避免过度设计。由于这是API签名的问题,因此必须了解最大灵活性与意图/可用性/可维护性等清晰度之间的权衡。–
Francesco

8

唯一的办法是通过使用C风格的变量参数,如所描述这里。请注意,这不是建议的做法,因为它不是类型安全且容易出错。


由于容易出错,我认为您的意思可能非常非常危险?特别是在使用不受信任的输入时。
凯文·洛尼,

是的,但是由于类型安全问题。考虑一下普通printf可能遇到的所有问题:格式化字符串与传递的参数不匹配,等等。printf使用相同的技术BTW。
Dave Van den Eynde

7

没有使用C样式的varargs(...)的。

当然,根据上下文的不同,默认参数的种类看起来像可变数量的参数:

void myfunc( int i = 0, int j = 1, int k = 2 );

// other code...

myfunc();
myfunc( 2 );
myfunc( 2, 1 );
myfunc( 2, 1, 0 );

所有四个函数调用都myfunc使用不同数量的参数进行调用。如果没有给出,则使用默认参数。但是请注意,您只能省略尾随参数。没有办法,例如,i仅省略和放弃j


4

您可能需要重载或使用默认参数-使用默认参数定义相同的功能:

void doStuff( int a, double termstator = 1.0, bool useFlag = true )
{
   // stuff
}

void doStuff( double std_termstator )
{
   // assume the user always wants '1' for the a param
   return doStuff( 1, std_termstator );
}

这将允许您使用四个不同的调用之一来调用方法:

doStuff( 1 );
doStuff( 2, 2.5 );
doStuff( 1, 1.0, false );
doStuff( 6.72 );

...或者您可能正在寻找C语言中的v_args调用约定。


2

如果您知道将提供的参数数量范围,则可以始终使用某些函数重载,例如

f(int a)
    {int res=a; return res;}
f(int a, int b)
    {int res=a+b; return res;}

等等...


2

使用可变参数模板,如console.logJavaScript中所示的示例进行再现:

Console console;
console.log("bunch", "of", "arguments");
console.warn("or some numbers:", 1, 2, 3);
console.error("just a prank", "bro");

文件名,例如js_console.h

#include <iostream>
#include <utility>

class Console {
protected:
    template <typename T>
    void log_argument(T t) {
        std::cout << t << " ";
    }
public:
    template <typename... Args>
    void log(Args&&... args) {
        int dummy[] = { 0, ((void) log_argument(std::forward<Args>(args)),0)... };
        cout << endl;
    }

    template <typename... Args>
    void warn(Args&&... args) {
        cout << "WARNING: ";
        int dummy[] = { 0, ((void) log_argument(std::forward<Args>(args)),0)... };
        cout << endl;
    }

    template <typename... Args>
    void error(Args&&... args) {
        cout << "ERROR: ";
        int dummy[] = { 0, ((void) log_argument(std::forward<Args>(args)),0)... };
        cout << endl;
    }
};


0

现在可以...使用boost any和template在这种情况下,可以混合使用参数类型

#include <boost/any.hpp>
#include <iostream>

#include <vector>
using boost::any_cast;

template <typename T, typename... Types> 
void Alert(T var1,Types... var2) 
{ 

    std::vector<boost::any> a(  {var1,var2...});

    for (int i = 0; i < a.size();i++)
    {

    if (a[i].type() == typeid(int))
    {
        std::cout << "int "  << boost::any_cast<int> (a[i]) << std::endl;
    }
    if (a[i].type() == typeid(double))
    {
        std::cout << "double "  << boost::any_cast<double> (a[i]) << std::endl;
    }
    if (a[i].type() == typeid(const char*))
    {
        std::cout << "char* " << boost::any_cast<const char*> (a[i]) <<std::endl;
    }
    // etc
    }

} 


void main()
{
    Alert("something",0,0,0.3);
}

0

结合使用C和C ++解决方案,以获得语义上最简单,性能最高和最动态的选项。如果搞砸了,请尝试其他方法。

// spawn: allocate and initialize (a simple function)
template<typename T>
T * spawn(size_t n, ...){
  T * arr = new T[n];
  va_list ap;
  va_start(ap, n);
  for (size_t i = 0; i < n; i++)
    T[i] = va_arg(ap,T);
  return arr;
}

用户写道:

auto arr = spawn<float> (3, 0.1,0.2,0.3);

从语义上来说,这看起来和感觉就像一个n参数函数。在引擎盖下,您可以用另一种方法打开包装。


-1

如果所有参数都是const且类型相同,我们也可以使用initializer_list


-2
int fun(int n_args, ...) {
   int *p = &n_args; 
   int s = sizeof(int);
   p += s + s - 1;
   for(int i = 0; i < n_args; i++) {
     printf("A1 %d!\n", *p);
     p += 2;
   }
}

普通版


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还有未定义的行为,除了x86以外,其他行为均不起作用。
SS安妮
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