面试题：C++可变参数模板递归展开在类型处理上的应用

Question

编写一个C++函数模板，使用可变参数模板的递归展开，接受任意数量的不同类型参数，对每个参数执行不同的类型特定操作（例如对整数加1，对字符串拼接一个后缀），并将处理后的结果存储在一个`std::vector`中返回。你需要处理至少三种不同的类型。

Answer 1

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

// 递归终止模板特化
template <typename T>
std::vector<T> processArgs(T arg) {
    std::vector<T> result;
    result.push_back(arg);
    return result;
}

// 处理整数类型
template <>
std::vector<int> processArgs(int arg) {
    std::vector<int> result;
    result.push_back(arg + 1);
    return result;
}

// 处理字符串类型
template <>
std::vector<std::string> processArgs(const std::string& arg) {
    std::vector<std::string> result;
    result.push_back(arg + "_suffix");
    return result;
}

// 可变参数模板递归展开
template <typename T, typename... Args>
std::vector<typename std::common_type<T, Args...>::type> processArgs(T arg, Args... args) {
    auto subResult = processArgs(arg);
    auto restResult = processArgs(args...);
    std::vector<typename std::common_type<T, Args...>::type> result;
    result.reserve(subResult.size() + restResult.size());
    result.insert(result.end(), subResult.begin(), subResult.end());
    result.insert(result.end(), restResult.begin(), restResult.end());
    return result;
}

你可以这样调用这个函数模板：

int main() {
    auto result = processArgs(1, "hello", 2.5f);
    for (const auto& item : result) {
        std::cout << item << std::endl;
    }
    return 0;
}

1. 递归终止模板特化：
   • template <typename T> std::vector<T> processArgs(T arg) 是递归终止的基本情况，它接受一个参数并将其放入 std::vector 中返回。
2. 类型特定处理：
   • template <> std::vector<int> processArgs(int arg) 专门处理 int 类型，将整数加1后放入 std::vector 中返回。
   • template <> std::vector<std::string> processArgs(const std::string& arg) 专门处理 std::string 类型，拼接后缀 _suffix 后放入 std::vector 中返回。
3. 可变参数模板递归展开：
   • template <typename T, typename... Args> std::vector<typename std::common_type<T, Args...>::type> processArgs(T arg, Args... args) 递归调用 processArgs 处理每个参数，并将结果合并到一个 std::vector 中返回。
4. main 函数：
   • 展示了如何调用 processArgs 函数模板，传递不同类型的参数，并输出处理后的结果。

请注意，这里使用 std::common_type 来确定返回 std::vector 的类型，这在不同类型参数有共同可转换类型时有效。如果参数类型差异较大无法确定共同类型，可能需要更复杂的处理方式。