C与C++中的可变参数

下面先区分一下两种“可变参数”机制，再重点讲讲 C++11 引入的可变模板参数（variadic templates）。

1. C 风格的可变参数（…）

不是的，va_list 本身并不是“可变参数”，而是 C 标准库（<stdarg.h>）提供的一个类型，用来在函数内部访问由 … 引入的可变参数列表。

具体来说：

1. 可变参数函数的声明

   void foo(int fixed_arg, …);
   

   这里的 …（省略号）才是告诉编译器“这是个可变参数函数，可以接收不定个数的实参”。

举个最小例子：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

void my_printf(const char *fmt, …) {
    va_list ap;
    va_start(ap, fmt);
    vprintf(fmt, ap);   // 标准库 vprintf 就是接收 va_list 的版本
    va_end(ap);
}

int main() {
    my_printf("x=%d, y=%.2f\n", 42, 3.14);
    return 0;
}

• …：声明可变参数
• va_list ap;：申明一个遍历句柄
• va_start(ap, fmt);：指向第 1 个可变参数
• va_arg(ap, Type)：依次读取
• va_end(ap);：结束

总结：

• “可变参数”是函数签名里的 …。
• va_list 是访问这些参数的工具类型。

缺点：

• 不做类型检查，容易出错
• 访问时需要 va_arg 按正确类型一一取出

2. C++11 可变模板参数（Variadic Templates）

2.1 基本语法

template<typename… Args>
void foo(Args… args) {
    // …
}

• Args…：模板参数包（parameter pack）
• args…：对应的函数形参包

你可以在函数体里用**展开（expansion）**把 args… 拆成一堆独立的参数。

2.2 递归展开（C++11/14）

演示一个打印所有参数的例子：

#include <iostream>

// 终止版本
void print_all() {
    std::cout << "\n";
}

// 递归版本
template<typename T, typename… Ts>
void print_all(T first, Ts… rest) {
    std::cout << first;
    if constexpr (sizeof…(rest) > 0) {
        std::cout << ", ";
        print_all(rest…);  // 递归展开
    } else {
        std::cout << "\n";
    }
}

int main() {
    print_all(1, "hello", 3.14, 'x');
}

思路：

1. 至少拆出一个参数 first，剩下的仍是包 rest…
2. 递归调用直到 rest… 为空

2.3 折叠表达式（Fold Expressions，C++17）

C++17 提供更简洁的“折叠表达式”来一次性展开参数包：

#include <iostream>

template<typename… Ts>
void print_all(Ts const&… args) {
    // ( expr ⌄ ... ) 或 ( ... ⌄ expr ) 形式
    // 这里用逗号运算符，最后再输出换行
    ((std::cout << args << ", "), …);
    std::cout << "\n";
}

int main() {
    print_all(1, "foo", 2.5, 'c');
}

常见折叠用法举例：

• 求和： auto sum = (args + … + 0);
• 逻辑与： auto all_ok = (args && …);
• 输出： (std::cout << … << args);

2.4 完美转发

#include <utility>

template<typename… Ts>
void logf(const char* fmt, Ts&&… args) {
    // 假设你有个 format_to_string(fmt, …) 函数
    std::string s = format_to_string(fmt, std::forward<Ts>(args)…);
    OutputDebugStringA(s.c_str());
}

• Ts&&… args：参数包完美转发
• std::forward<Ts>(args)…：保留左值/右值属性

3. 小结

• C++ 的 …（<cstdarg>）是 C 时代遗留的，类型不安全
• Variadic Templates（C++11 起）提供了类型安全、编译期展开的可变参数
• 配合递归、折叠表达式和完美转发，能写出既灵活又高效的通用 API。