c++ - 可变参数模板运算符<<

Question

我正在尝试更改我的一些功能 foo()进入operator<<() ，只是为了让一些“半 C/半 C++”代码看起来更像 C++。不过，我遇到了以下转换步骤:

template <class... T>
inline const size_t foo(const T&... data) {
    return sizeof...(T);
}
struct bar {
    template <class... T>
    inline const size_t operator<<(const T&... data) {
        return sizeof...(T);
    }
};
int main(int argc, char *argv[]) {
    bar a;
    std::cout << ">>> length " << foo(1, 2, 3) << std::endl;
    std::cout << ">>> length " << (a << 1 << 2) << std::endl;
    std::cout << ">>> length " << (a << 1 << 2 << 3) << std::endl;
    std::cout << ">>> length " << (a << 1 << 2 << 3 << 4) << std::endl;
}

从输出:

$ ./a.out 
>>> length 3
>>> length 4
>>> length 32
>>> length 512

我得出结论，第一次计算是在 a << 1 上执行的, 随后的值相应地移动。然而，我看不出如何重写 foo() , 以提供 operator<<() 接口(interface) struct bar 的用户-- 当然，不改变 foo()语义。

万一没办法通过class T...作为 operator<<() 的参数, 该函数自然会比 foo() 效率低，因为它会被多次调用。是否有任何合理的 C++ 构造，或者坚持 foo()是这里唯一/最好的选择吗？

上下文:

这些 foo()函数是网络通信的发送者/接收者。我认为最好提供一个更“C++”的接口(interface)，发送者/接收者流，可写/可读使用 <<和 >>运算符——除了使用常规函数 foo(...) .

Answer 1

语言正在做您要求它做的事情。

对于关联性，以下是等价的(<< 和 >> 是从左到右关联的):

a << 1 << 2
(a << 1) << 2

来电a << 1调用您的用户定义的运算符，该运算符又返回 size_t .这就是为什么下一次调用的类型如下:size_t << int (这是一个简单的位移位)。

您需要使用表达式模板。思路如下( live example here ):

template<typename... args>
struct stream_op
{
};

template<typename... A, typename B>
stream_op<A..., B> operator<<(stream_op<A...> a, B b)
{
    // Do stuff
}

因此，会发生以下情况(将 a 作为 stream_op<> ):

a << 1 << 2
------
  |
  v
-------------------------------------------
stream_op<int> operator<<(stream_op<>, int) << 2
--------------                                ---
     |                                         |
     |             +---------------------------+
     v             v
--------------    ---
stream_op<int> << int
--------------    ---
       |           |
       |           +---------------------------+
       +----------------------------+          |
                                    v          v
                              --------------  ---
stream_op<int,int> operator<<(stream_op<int>, int)
------------------
        |
        v
------------------
stream_op<int,int> // <- Expected result

然后你只需要输入一个方法来转换stream_op到 int(或任何你想要的)。

关于性能的说明:使用这些表达式模板，部分数据被编码为类型，因此通常它应该与直接调用 foo(...) 一样快.