C++中的折叠表达式（Fold Expressions）是一种简化变参模板函数编写的语法，从 C++17 开始引入。折叠表达式可以对可变参数模板进行自动折叠，从而简化代码。

基本概念

折叠表达式可以将可变参数模板中的所有参数，通过特定的运算符折叠为一个结果。常见的运算符包括加法+、乘法*、逻辑与&&、逻辑或||等。折叠表达式主要有四种形式：

  1. 一元左折叠：从左到右依次折叠，例如：(args + ...)
  2. 一元右折叠：从右到左依次折叠，例如：(... + args)
  3. 二元左折叠：用于指定初始值，从左到右依次折叠，例如：(init + ... + args)
  4. 二元右折叠：用于指定初始值，从右到左依次折叠，例如：(args + ... + init)

示例

以下是每种折叠表达式的代码示例：

1. 一元左折叠

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template<typename... Args>
auto sum(Args... args) {
    return (args + ...);  // 将参数依次相加
}

int main() {
    int result = sum(1, 2, 3, 4);  // 返回 1 + 2 + 3 + 4 = 10
    return 0;
}

2. 一元右折叠

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template<typename... Args>
auto sum(Args... args) {
    return (... + args);  // 从右到左依次相加
}

3. 二元左折叠

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template<typename... Args>
auto sum(Args... args) {
    return (0 + ... + args);  // 从0开始，依次相加
}

int main() {
    int result = sum(1, 2, 3, 4);  // 返回 0 + 1 + 2 + 3 + 4 = 10
    return 0;
}

4. 二元右折叠

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template<typename... Args>
auto sum(Args... args) {
    return (args + ... + 0);  // 从右到左依次相加，最终加0
}

常见应用场景

折叠表达式在编写模板时非常有用，常见的应用场景包括：

  1. 累加求和：将参数列表中的所有值求和。
  2. 逻辑判断：可以通过折叠表达式实现&&和||运算来检查所有参数是否满足某个条件。
  3. 打印参数：配合std::cout可以实现简单的参数打印。

逻辑判断的示例

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template<typename... Args>
bool allTrue(Args... args) {
    return (args && ...);  // 如果所有参数都为true，则返回true
}

template<typename... Args>
bool anyTrue(Args... args) {
    return (args || ...);  // 如果任意一个参数为true，则返回true
}

折叠表达式大大减少了变参模板代码的复杂性，是编写简洁、高效代码的重要工具。