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Última actualización：2026-10-12

Plantillas variádicas en C++

«C++那些事»: plantillas variádicas

Últimamente, leyendo el código fuente de Arrow, descubrí un diseño bastante interesante: en un plan se pueden añadir varios nodos, por ejemplo: proj, agg, etc.

Hoy vamos a hablar del diseño y la implementación de esta parte.

1.Añadir nodos

Para un plan normalmente hace falta añadir un conjunto de nodos, y esto se consigue llamando a EmplaceNode.

return plan->EmplaceNode<ScalarAggregateNode>(
    plan, std::move(inputs), schema(std::move(fields)), std::move(target_field_ids),
    std::move(aggregates), std::move(kernels), std::move(states),
    std::move(owned_options));

De forma análoga, añadir un nodo proj sería:

return plan->EmplaceNode<ProjectNode>(plan, std::move(inputs),
                schema(std::move(fields)), std::move(exprs),
                project_options.async_mode);

¿Qué es lo que permite que este código se escriba con tanta fluidez?

Escribamos Plan de forma simplificada:

class ARROW_EXPORT ExecPlan
{
    public:
    template <typename Node, typename... Args>
      Node* EmplaceNode(Args&&... args) {
        std::unique_ptr<Node> node{new Node{std::forward<Args>(args)...}};
        auto out = node.get();
        AddNode(std::move(node));
        return out;
      }
 }

A primera vista esta sintaxis parece muy compleja, y en efecto lo es: se trata de las plantillas variádicas introducidas a partir de C++11. Expliquemos el significado de este código: se pasa el paquete de parámetros al constructor del Node correspondiente. Este ejemplo puede parecer complicado, así que pasemos a la demostración.

2.Demo

A continuación creamos un grafo con dos nodos distintos, el nodo A y el nodo B; por simplicidad, aquí usamos una plantilla de función EmplaceNode.

NodeA* nodeA = EmplaceNode<NodeA>("Node A", 10, 3.14);
NodeB* nodeB = EmplaceNode<NodeB>(1, "Node B");

El código completo es el siguiente:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>

class NodeA {
public:
    NodeA(const std::string& name, int value, double weight)
        : name_(name), value_(value), weight_(weight) {}

    const std::string& GetName() const {
        return name_;
    }

private:
    std::string name_;
    int value_;
    double weight_;
};

class NodeB {
public:
    NodeB(int id, const std::string& desc)
        : id_(id), desc_(desc) {}

    int GetID() const {
        return id_;
    }

private:
    int id_;
    std::string desc_;
};
template<typename Node, typename... Args>
Node* EmplaceNode(Args&&... args) {
    std::unique_ptr<Node> node{new Node{std::forward<Args>(args)...}};
    auto out = node.get();
    // AddNode(std::move(node));
    return out;
}

int main() {
    NodeA* nodeA = EmplaceNode<NodeA>("Node A", 10, 3.14);
    NodeB* nodeB = EmplaceNode<NodeB>(1, "Node B");
    std::cout << "Node A name: " << nodeA->GetName() << std::endl;
    std::cout << "Node B ID: " << nodeB->GetID() << std::endl;
    return 0;
}

3.Ampliación: implementar una función print capaz de imprimir datos de cualquier tipo

Versión de implementación sencilla:

Basta con usar parámetros de plantilla variádicos junto con recursión.

En cada llamada se descompone en uno + un montón, hasta que queda solo uno; por eso existe una función que procesa un solo elemento y otra que procesa uno + un montón, correspondientes respectivamente al primer print_impl y al segundo print_impl.

#include <iostream>
#include <utility>

template <typename T>
void print_impl(T&& t) {
    std::cout << t;
}

template <typename T, typename... Args>
void print_impl(T&& t, Args&&... args) {
    std::cout << t;
    print_impl(std::forward<Args>(args)...);
}

template <typename... Args>
void print(Args&&... args) {
    print_impl(std::forward<Args>(args)...);
}

int main() {
    int x = 1;
    const char* str = "Hello, world!";
    print("The value of x is ", x, ", and the string is ", str, ".\n");
    return 0;
}

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