面试题：C++可变参数模板之函数重载匹配

Question

假设有如下C++代码： ```cpp #include <iostream> void print() {} template<typename T, typename... Args> void print(T first, Args... rest) { std::cout << first << " "; print(rest...); } int main() { print(1, "hello", 3.14); return 0; } ``` 请解释这段代码中可变参数模板`print`函数的工作原理，以及在函数调用`print(1, "hello", 3.14);`过程中，编译器是如何进行函数重载匹配的。

Answer 1

可变参数模板 print 函数的工作原理

1. 模板定义：template<typename T, typename... Args> 声明了一个模板，其中 T 表示第一个参数的类型，Args... 表示零个或多个额外参数的类型包。
2. 函数参数：void print(T first, Args... rest) 函数接受第一个参数 first 和剩余参数组成的参数包 rest。
3. 递归调用：在函数体中，首先输出 first，然后递归调用 print(rest...)，不断展开参数包 rest，直到参数包为空。
4. 终止条件：当参数包 rest 为空时，调用非模板的 print() 函数作为递归终止条件，防止无限递归。

函数调用 print(1, "hello", 3.14); 中编译器的重载匹配过程

1. 第一次匹配：编译器首先匹配到模板函数 print(T first, Args... rest)，将 T 推导为 int，Args... 推导为 const char*, double，然后输出 1。
2. 递归匹配：接着递归调用 print(rest...)，此时 rest 为 ("hello", 3.14)。编译器再次匹配模板函数，将 T 推导为 const char*，Args... 推导为 double，输出 "hello"。
3. 继续递归匹配：继续递归调用 print(rest...)，此时 rest 为 (3.14)。编译器又一次匹配模板函数，将 T 推导为 double，Args... 为空。输出 3.14。
4. 终止递归：最后一次递归调用 print(rest...)，此时 Args... 为空，编译器匹配到非模板的 print() 函数，递归终止。