C++折叠表达式详解（掌握C++17新特性中的可变参数模板利器）

折叠表达式的四种形式

折叠表达式有四种基本形式，它们都使用操作符（如 +、*、&& 等）来“折叠”参数包：

• (... op pack)：一元左折叠（Unary Left Fold）
• (pack op ...)：一元右折叠（Unary Right Fold）
• (init op ... op pack)：二元左折叠（Binary Left Fold）
• (pack op ... op init)：二元右折叠（Binary Right Fold）

实战示例：用折叠表达式求和

假设我们要写一个函数，计算任意数量整数的总和。在C++17之前，这需要递归模板；现在，只需一行折叠表达式：

#include <iostream>template<typename... Args>auto sum(Args... args) {    return (... + args); // 一元右折叠}int main() {    std::cout << sum(1, 2, 3, 4, 5) << std::endl; // 输出 15    return 0;}

这里 (... + args) 是一元右折叠，等价于 1 + (2 + (3 + (4 + 5)))。虽然加法满足结合律，结果相同，但对于不满足结合律的操作（如减法），左右折叠结果会不同。

二元折叠：带初始值的折叠

有时我们需要指定初始值。例如，确保空参数包也能返回合理结果：

template<typename... Args>auto safe_sum(Args... args) {    return (0 + ... + args); // 二元左折叠，初始值为0}// 调用 safe_sum()（无参数）将返回0，而不是编译错误

更多应用场景

折叠表达式不仅限于算术运算，还可用于逻辑判断、函数调用等：

// 检查所有参数是否为truetemplate<typename... Args>bool all_true(Args... args) {    return (... && args);}// 打印所有参数template<typename... Args>void print_all(Args... args) {    ((std::cout << args << " "), ...); // 使用逗号操作符    std::cout << std::endl;}

注意事项与限制

- 折叠表达式只能用于C++模板编程中的参数包。
- 支持的操作符包括：+ - * / % ^ & | = < > << >> += -= *= /= %= ^= &= |= <<= >>= == != <= >= && || , .* ->*
- 空参数包在一元折叠中会导致编译错误（除非操作符有默认行为，如 && 和 ||），因此建议使用二元折叠提供初始值。

总结

通过本教程，你已经掌握了C++折叠表达式的基本用法和常见场景。作为C++17新特性的重要组成部分，它让可变参数模板的使用更加直观高效。在实际项目中合理运用这一特性，不仅能减少样板代码，还能提升程序的可读性和性能。继续深入探索C++模板编程的世界吧！