概要
C++17にてusing宣言の仕様が拡張され、パラメータパックが指定できるようになった。
具体的にはusing宣言の識別子をカンマで区切ること、
パラメータパックに省略記号...を指定してパック展開が可能になる。
C++14では下記のように1つずつ宣言していたが、
下記のように一度に宣言できるようになった。 1つ目の識別子と名前空間が同じであっても省略はできないため、 2番目のような書き方はできない。
省略記号...を指定しパック展開を行う例は下記の通り。
template <typename... T>
struct A : T... {
using T::operator()...; // 受け取ったクラスのoperator()を全て使えるようにする
};
仕様
文法の仕様は下記の通り。
using-declaration:
using using-declarator-list ;
using-declarator-list:
using-declarator ...opt
using-declarator-list , using-declarator ...opt
例
ForAllはoperator()(int)メンバ関数を持つクラステンプレートである。
複数のクラスをテンプレートパラメータに受け取り、受け取った全てのクラスを継承する。
テンプレートパラメータのパック展開を行うusing宣言により、
継承した全てのクラスのoperator()を使えるようにしている。
この例ではlongやstd::stringを引数として渡すとForAll::operator()(int)ではなく、
using宣言したForLong::operator()(long)やForString::operator()(cons std::string&)が呼び出される。
#include <iostream>
struct ForLong {
void operator()(long v) {
std::cout << "ForLong:" << v << std::endl;
}
};
struct ForString {
void operator()(const std::string& v) {
std::cout << "ForString:" << v << std::endl;
}
};
template <typename... T>
struct ForAll : T... {
using T::operator()...;
void operator()(int v) {
std::cout << "ForAll:" << v << std::endl;
}
};
int main()
{
ForAll<ForLong, ForString> p;
p(10);
p(100L);
p("hello");
}
出力
ForAll:10
ForLong:100
ForString:hello
この機能が必要になった背景・経緯
C++11にて可変引数テンプレートが導入され、 テンプレートパラメータに渡されたクラスをパック展開し、一度に全て継承することができるようになった。
template <typename... T>
struct ForAll2 : T... {
// Tに指定されたクラスを全て継承
};
しかしC++11やC++14ではパラメータパックに指定されたクラスが持つメンバ関数を、
全てusing宣言する簡単な方法がなかった。
このためクラステンプレートが基底クラスと派生クラスでメンバ関数をオーバーロードする場合、
実装が煩雑になってしまう問題があった。
#include <iostream>
struct ForLong {
void operator()(long v) {
std::cout << "ForLong:" << v << std::endl;
}
};
struct ForString {
void operator()(const std::string& v) {
std::cout << "ForString:" << v << std::endl;
}
};
// C++14までの方法、C++17でも使えるが冗長
// クラスを2つ以上受け取る場合、先頭のクラス T とそれ以外 Ts に分割する
template <typename T, typename... Ts>
struct ForAll2 : T, ForAll2<Ts...> {
using T::operator(); // 先頭のクラス T の operator() を使えるようにする
using ForAll2<Ts...>::operator(); // 残りのクラスを再帰的に使えるようにする
};
// クラスを1つだけ受け取る場合、特殊な処理を行う（部分特殊化）
//
// クラステンプレートのみだと、クラスを1つしか受け取らない場合に
// Ts... が空になって ForAll2<Ts...> が文法エラーになる
// このためクラスが1つの場合は特別扱いする必要がある
template <typename T>
struct ForAll2<T> : T {
using T::operator();
void operator()(int v) {
std::cout << "ForAll2:" << v << std::endl;
}
};
int main()
{
ForAll2<ForLong, ForString> p;
p(20);
p(200L);
p("hello2");
}
出力
ForAll2:20
ForLong:200
ForString:hello2
この問題を解決するためC++17ではusingでパック展開ができるようになった。