带有可变参数的 c++ 模板函数

Question

是否可以编写一个 c++ 模板函数，它接受可变数量的不同类型的输入变量（输入的数量可以限制为 10 个）？ 例如，采用一个函数sql_exec()，它执行一个 sql 查询字符串并将结果行保存在所提供类型的 std 向量中，即

std::vector<double> x,y;
std::vector<std::string> s;
std::string query="select * from ...";

sql_exec(query, s,x,y); // error if less than 3 rows or conversion not possible

现在我的幼稚方法是（限制为最多 2 个向量）

struct null_type {};
template <typename T1=null_type, typename T2=null_type>
void sql_query(const std::string& query_str, std::vector<T1>& col1,
           std::vector<T2>& col2) {
    ...
}

当然这很愚蠢，因为我没有告诉函数默认参数，我们得到了

error: default template arguments may not be used in function templates

但实际上它是用 gcc 和 -std=c++0x 编译的。但是，显然sql_query() 仍然不接受可变长度输入，需要用 2 个向量调用。另外，我希望在大多数当前编译器上都有一些可移植的东西。有什么明显的我忽略了吗？我知道我可以更改设计并可能使用boost::tuple 或其他东西，但我会喜欢这样一个简单的界面。

Answer 1

在 C++0x 中，这是通过可变参数模板实现的（参数的数量可能会变得很大，限制是特定于实现的）。

在 C++03 中，这是通过预处理宏生成大量不同数量的模板函数来模拟的（参见 Boost.Preprocessor）。

我使用 C++03 技术从 1 到 10 个参数生成“绑定”，效果很好。

Answer 2

如上所述，如果 C++0x 不可用，Boost.Preprocessor 是可行的方法，尽管需要一段时间才能习惯语法。下面的示例演示了如何使用 Boost.Preprocessor 定义具有可变（但有限）数量的参数的函数。

#include <boost/preprocessor/repetition.hpp>
#include <boost/preprocessor/iteration/local.hpp>
#include <boost/preprocessor/iteration/iterate.hpp>

#define MAX_PARAMS  2

class sql {
public:
   // definition of the function in macro form
   #define SQL_QUERY_DEF(z, n, unused)                                     \
   template <BOOST_PP_ENUM_PARAMS(n, class T)>                             \
   void query(const std::string& query,                                    \
            BOOST_PP_ENUM_BINARY_PARAMS(n, const T, & x) );

   // does the actual code replication of SQL_QUERY_DEF
   #define BOOST_PP_LOCAL_MACRO(n)  SQL_QUERY_DEF(~, n, ~)
   #define BOOST_PP_LOCAL_LIMITS    (1, MAX_PARAMS)
   #include BOOST_PP_LOCAL_ITERATE()

   ...
};


// two helper functions:
// expands to var0.clear(); var1.clear(); ...
#define SQL_VECTOR_CLEAR(z,i,var) var##i.clear();
// expands to var0.push_back(this->get_col<T0>(0); ...
#define SQL_VECTOR_PUSH_BACK(z,i,var) var##i.push_back(this->get_col<T##i>(i));

// definition of the function in macro form
#define SQL_QUERY(z, n, unused)                                               \
template <BOOST_PP_ENUM_PARAMS(n, class T)>                                   \
void sql::query(const std::string& query,                                     \
                  BOOST_PP_ENUM_BINARY_PARAMS(n, std::vector< T,>& x) ){      \
   this->do_query(query);                                                     \
   if(this->num_cols()<n){                                                    \
      throw std::runtime_error();                                             \
   }                                                                          \
   BOOST_PP_REPEAT(n, SQL_VECTOR_CLEAR, x)                                    \
   while(this->is_open()) {                                                   \
      BOOST_PP_REPEAT(n, SQL_VECTOR_PUSH_BACK, x)                             \
      this->step();                                                           \
   }                                                                          \
}

// does the actual code replication of SQL_QUERY
#define BOOST_PP_LOCAL_MACRO(n)  SQL_QUERY(~, n, ~)
#define BOOST_PP_LOCAL_LIMITS    (1,  MAX_PARAMS)
#include BOOST_PP_LOCAL_ITERATE()

预处理器将其扩展为：

$ g++ -P -E sql.cpp | astyle

class sql {
public:
   template < class T0> void query(const std::string& query, const T0 & x0 );
   template < class T0 , class T1> void query(const std::string& query, const T0 & x0 , const T1 & x1 );
   ...
};
template < class T0> void sql::query(const std::string& query, std::vector< T0 >& x0 ) {
   this->do_query(query);
   if(this->num_cols()<1) {
      throw std::runtime_error();
   }
   x0.clear();
   while(this->is_open()) {
      x0.push_back(this->get_col<T0>(0));
      this->step();
   }
}
template < class T0 , class T1> void sql::query(const std::string& query, std::vector< T0 >& x0 , std::vector< T1 >& x1 ) {
   this->do_query(query);
   if(this->num_cols()<2) {
      throw std::runtime_error();
   }
   x0.clear();
   x1.clear();
   while(this->is_open()) {
      x0.push_back(this->get_col<T0>(0));
      x1.push_back(this->get_col<T1>(1));
      this->step();
   }
}

注意，这里我们不能使用BOOST_PP_REPEAT(MAX_PARAMS, SQL_QUERY, ~)，因为它以0参数开始复制，但我们需要从1开始，这就是为什么需要BOOST_PP_LOCAL_ITERATE()，它更灵活。