<blockquote>C++17引入的折叠表达式简化了变参模板的使用，通过一元或二元操作符直接作用于参数包，避免了传统递归写法的冗长与复杂，支持求和、打印、逻辑判断等场景，显著提升了代码可读性和编写效率。</blockquote>
<p><img src="https://img.php.cn/upload/article/000/969/633/175618195148605.png" alt="c++折叠表达式 变参模板简化技巧"></p>
<p>C++17引入的折叠表达式（Fold Expressions）无疑是变参模板（Variadic Templates）的一大福音，它让处理参数包变得异常简洁和直观，彻底告别了过去那些冗长且容易出错的递归模板写法。说白了，它就是一种把二元操作符“折叠”到参数包所有元素上的语法糖，让代码更易读、更紧凑。</p>
<h3>解决方案</h3>
<p>折叠表达式的核心思想，在于提供了一种直接对参数包（parameter pack）应用二元操作符的方式，而无需手动编写递归基和递归步。这简直是变参模板的“救星”。</p>
<p>举个最简单的例子，如果你想计算一堆数字的和：</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class='brush:cpp;toolbar:false;'>template<typename... Args>
auto sum(Args... args) {
// 传统方式可能需要递归函数或者借助辅助类
// 但有了折叠表达式，一切都变了
return (args + ...); // 一元右折叠，等价于arg1 + (arg2 + (arg3 + ...))
}
// 调用：sum(1, 2, 3, 4) -> 10</pre>
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</div><p>再比如，你想把所有参数打印出来：</p>
<p><span>立即学习</span>“<a href="https://pan.quark.cn/s/6e7abc4abb9f" style="text-decoration: underline !important; color: blue; font-weight: bolder;" rel="nofollow" target="_blank">C++免费学习笔记（深入）</a>”；</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class='brush:cpp;toolbar:false;'>#include <iostream>
template<typename T, typename... Args>
void print_all(T first_arg, Args... rest_args) {
// 以前可能得写：
// std::cout << first_arg << " ";
// if constexpr (sizeof...(rest_args) > 0) {
// print_all(rest_args...);
// }
// 现在：
std::cout << first_arg;
((std::cout << " " << rest_args), ...); // 二元左折叠，逗号操作符
std::cout << std::endl;
}
// 调用：print_all(1, "hello", 3.14, true);
// 输出：1 hello 3.14 1</pre>
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</div><p>这里的 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">((std::cout << " " << rest_args), ...)</pre>
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</div> 是一个二元左折叠。它的展开形式大概是 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(std::cout << " " << rest_args_1, (std::cout << " " << rest_args_2, (...)))</pre>
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</div>，利用逗号操作符的顺序执行特性，依次打印出所有参数。这种写法，是不是比递归清晰多了？我个人觉得，它让变参模板从一个“高级技巧”变得更像一个“日常<a style="color:#f60; text-decoration:underline;" title="工具" href="https://www.php.cn/zt/16887.html" target="_blank">工具</a>”。</p>
<p>折叠表达式有四种形式：</p>
<ul>
<li>
<strong>一元右折叠 (Unary Right Fold):</strong> <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(pack op ...)</pre>
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</div><ul><li>例如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(args + ...)</pre>
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</div> 展开为 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">arg1 + (arg2 + (... + argN))</pre>
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</div></li></ul>
</li>
<li>
<strong>一元左折叠 (Unary Left Fold):</strong> <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(... op pack)</pre>
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</div><ul><li>例如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(... + args)</pre>
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</div> 展开为 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">((arg1 + arg2) + ...) + argN</pre>
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</div> (注意，这里的例子有点误导，实际应用中一元左折叠并不常见，因为它需要操作符是左结合的，且通常与一个初始值结合使用)</li></ul>
</li>
<li>
<strong>二元右折叠 (Binary Right Fold):</strong> <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(init op ... op pack)</pre>
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</div><ul><li>例如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(0 + ... + args)</pre>
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</div> 展开为 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">0 + (arg1 + (arg2 + ... + argN))</pre>
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</div></li></ul>
</li>
<li>
<strong>二元左折叠 (Binary Left Fold):</strong> <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(pack op ... op init)</pre>
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</div><ul><li>例如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(args + ... + 0)</pre>
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</div> 展开为 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">((arg1 + arg2) + ...) + argN + 0</pre>
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</div></li></ul>
</li>
</ul>
<p>实际使用中，二元折叠（带初始值）和一元右折叠（对于某些操作符）是最常见的。</p>
<h3>
<a style="color:#f60; text-decoration:underline;" title="为什么" href="https://www.php.cn/zt/92702.html" target="_blank">为什么</a>折叠表达式是C++17的“及时雨”？它解决了什么痛点？</h3>
<p>说实话，在C++17之前，处理变参模板简直是件体力活。每当你需要对参数包里的每个元素执行一个操作，比如求和、打印、调用成员函数，你都得写一个递归模板函数。这意味着你不仅要有一个处理单个元素的“递归基”，还要有一个处理剩余参数的“递归步”。代码量大不说，逻辑也显得有点绕，特别是对于初学者来说，理解起来更是费劲。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class='brush:cpp;toolbar:false;'>// 以前的递归求和
template<typename T>
T sum_old(T t) {
return t;
}
template<typename T, typename... Args>
T sum_old(T t, Args... args) {
return t + sum_old(args...);
}</pre>
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</div><p>这种模式虽然强大，但重复性太高，而且在<a style="color:#f60; text-decoration:underline;" title="编译错误" href="https://www.php.cn/zt/36569.html" target="_blank">编译错误</a>时，模板展开的错误信息往往让人头大。折叠表达式的引入，就像是把这些重复的递归模式抽象成了一个语言层面的特性。它解决了最核心的痛点：<strong>简化了变参模板的写法，减少了模板元编程的认知负担和代码量。</strong> 它让那些原本需要多行甚至多个函数才能完成的任务，现在只需一行代码就能搞定。这不仅仅是语法上的简洁，更是思维上的解放，让开发者可以更专注于业务逻辑，而不是模板展开的细节。它让C++在处理可变参数列表时，有了Python、JavaScript等语言的简洁性，同时保留了C++的性能优势。</p>
<div class="aritcle_card">
<a class="aritcle_card_img" href="/ai/1397">
<img src="https://img.php.cn/upload/ai_manual/000/000/000/175680029112420.png" alt="Voicv">
</a>
<div class="aritcle_card_info">
<a href="/ai/1397">Voicv</a>
<p>克隆你的声音，就像Ctrl+C, Ctrl+V一样</p>
<div class="">
<img src="/static/images/card_xiazai.png" alt="Voicv">
<span>165</span>
</div>
</div>
<a href="/ai/1397" class="aritcle_card_btn">
<span>查看详情</span>
<img src="/static/images/cardxiayige-3.png" alt="Voicv">
</a>
</div>
<h3>折叠表达式：那些你可能用得上的操作符与场景</h3>
<p>折叠表达式支持C++中的所有二元操作符，包括算术运算符 (<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">+</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">-</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">*</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">/</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">%</pre>
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</div>)、位运算符 (<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">&</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">|</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">^</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;"><<</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">>></pre>
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</div>)、逻辑运算符 (<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">&&</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">||</pre>
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</div>)、比较运算符 (<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">==</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">!=</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;"><</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">></pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;"><=</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">>=</pre>
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</div>)、赋值运算符（虽然不常用）、逗号运算符 (<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">,</pre>
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</div>)，以及成员指针运算符 (<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">.*</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">->*</pre>
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</div>)。这种广泛的支持意味着它能覆盖绝大多数对参数包的操作需求。</p>
<p>常见的应用场景真的很多：</p>
<ol>
<li>
<p><strong>聚合操作：</strong></p>
<ul>
<li>
<strong>求和/求积：</strong> <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(args + ...)</pre>
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</div> 或 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(1 * ... * args)</pre>
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</div></li>
<li>
<strong>逻辑与/或：</strong> <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(args && ...)</pre>
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</div> (判断所有参数是否都为真) 或 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(args || ...)</pre>
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</div> (判断是否有参数为真)。这在进行类型检查或条件判断时非常有用。<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class='brush:cpp;toolbar:false;'>template<typename... Bools>
bool all_true(Bools... b) {
return (b && ...); // 只有当所有b都为true时才返回true
}
// all_true(true, false, true) -> false</pre>
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</div></li>
</ul>
</li>
<li>
<p><strong>函数调用/方法链：</strong></p>
<ul><li>你可以对参数包中的每个对象调用一个方法：<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class='brush:cpp;toolbar:false;'>
struct Worker {
void do_work() { std::cout << "Working...\n"; }
};</pre>
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</div></li></ul>
<p>template<typename... workers>
void make_them_work(Workers&... ws) {
(ws.do_work(), ...); // 依次调用每个Worker的do_work方法
}
// Worker w1, w2; make_them_work(w1, w2);
// 输出：Working... Working...</typename...></p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class='brush:php;toolbar:false;'></pre>
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</div></li>
<li>
<p><strong>容器初始化/构造函数转发：</strong></p>
<ul><li>在构造函数中，你可以用折叠表达式完美转发所有参数给基类或成员：<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class='brush:cpp;toolbar:false;'>template<typename... Args>
struct MyVector : std::vector<int> {
MyVector(Args... args) : std::vector<int>({args...}) { // C++11列表初始化
// 或者，如果需要更复杂的处理，例如将参数逐个添加到容器
// (this->push_back(args), ...); // 这在构造函数体里可能更常见
}
};
// MyVector v(1, 2, 3, 4);</pre>
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</div></li></ul>
</li>
<li>
<p><strong>自定义流操作：</strong></p>
<ul><li>就像前面 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">print_all</pre>
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</div> 例子一样，将多个参数插入到流中。<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class='brush:cpp;toolbar:false;'>template<typename... Args>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const std::tuple<Args...>& t) {
os << "(";
std::apply([&os](const Args&... args) {
((os << args << " "), ...); // 打印每个元素，后面跟空格
}, t);
os << ")";
return os;
}
// std::tuple<int, double, std::string> my_tuple = {1, 2.5, "hello"};
// std::cout << my_tuple; // 输出：(1 2.5 hello )</pre>
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</div><p>这里结合了 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">std::apply</pre>
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</div>，进一步展示了变参模板的强大。</p>
</li></ul>
</li>
</ol>
<h3>别踩坑！折叠表达式使用中的那些小秘密</h3>
<p>虽然折叠表达式强大且简洁，但它也不是完全没有“脾气”。有些细节，第一次用的时候可能就会让你摸不着头脑。</p>
<ol>
<li>
<strong>C++17标准要求：</strong> 这是最基本的一点，你的编译器必须支持C++17或更高标准。否则，你会得到一个编译错误。</li>
<li>
<strong>空参数包的处理：</strong> 这是个大坑！<ul>
<li>对于<strong>二元折叠</strong> (<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(init op ... op pack)</pre>
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</div> 或 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(pack op ... op init)</pre>
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</div>)，如果 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">pack</pre>
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</div> 是空的，那么表达式的结果就是 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">init</pre>
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</div> 的值。例如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(0 + ... + args)</pre>
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</div>，如果 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">args</pre>
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</div> 为空，结果就是 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">0</pre>
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</div>。这是非常安全的。</li>
<li>对于<strong>一元折叠</strong> (<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(pack op ...)</pre>
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</div> 或 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(... op pack)</pre>
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</div>)，如果 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">pack</pre>
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</div> 是空的，行为就取决于操作符了：<ul>
<li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">&&</pre>
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</div> (逻辑与) 在空包上折叠结果为 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">true</pre>
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</div>。</li>
<li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">||</pre>
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</div> (逻辑或) 在空包上折叠结果为 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">false</pre>
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</div>。</li>
<li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">,</pre>
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</div> (逗号) 在空包上折叠结果为 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">void()</pre>
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</div>。</li>
<li>
<strong>其他所有操作符</strong> (如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">+</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">*</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">/</pre>
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</div> 等) 在空包上进行一元折叠是<strong>编译错误</strong>。因为它们无法确定一个合理的初始值。
所以，当你使用一元折叠时，一定要确保你的参数包不会为空，或者，如果可能为空，就使用二元折叠并提供一个合适的初始值。</li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
<li>
<strong>操作符优先级与结合性：</strong> 折叠表达式中的操作符仍然遵循C++标准的操作符优先级和结合性规则。如果你有复杂的表达式，或者操作符的优先级不如预期，可能需要使用括号来强制执行你想要的求值顺序。比如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(f(args) + ...)</pre>
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</div> 和 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">(f(args) ... +)</pre>
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</div> 可能会有不同的含义（尽管后者不是有效的折叠表达式）。确保你的意图和语法是匹配的。</li>
<li>
<strong>副作用：</strong> 像逗号操作符 (<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">,</pre>
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</div>) 和逻辑与/或 (<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">&&</pre>
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</div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">||</pre>
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</div>) 这样的操作符，它们是有短路求值和顺序点语义的。在折叠表达式中，这些语义依然有效。这意味着，如果你在表达式中包含了有副作用的操作（比如函数调用），你需要清楚它们的执行顺序和条件。</li>
<li>
<strong>类型推导和<a style="color:#f60; text-decoration:underline;" title="隐式转换" href="https://www.php.cn/zt/77300.html" target="_blank">隐式转换</a>：</strong> 和所有模板一样，类型推导在这里也扮演着关键角色。确保参数包中的所有类型在操作符下是兼容的，或者能够进行隐式转换。否则，你会遇到编译错误。有时候，为了避免歧义或强制特定行为，你可能需要显式地进行类型转换。</li>
</ol>
<p>总的来说，折叠表达式是现代C++中处理变参模板的利器，它让代码更简洁、更易读。但就像任何强大的工具一样，理解其工作原理和潜在的“陷阱”是高效使用的关键。一旦你掌握了它，你会发现变参模板的编写体验将得到质的飞跃。</p>
以上就是C++折叠表达式 变参模板简化技巧的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！
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