T240102 What does the …… mean in C++?

不知大家是否遇到过这样的代码：

template <class... Args>
void f(Args......) {}

参数包后面紧跟着 6 个 .，一般不是用 ... 来扩展参数包吗？这是什么鬼东西？

这个其实可以称为 Two ellipsis operators（非正式称谓），虽说极其罕见，但却是 C++11 标准的一部分，见 [dcl.fct]/3:

parameter-declaration-clause:
 parameter-declaration-listopt …opt
 parameter-declaration-list , …

也就是说，它其实是 ..., ... 的省略写法。以下这三种写法完全等价：

template <class... Args> void f(Args......) {}
template <class... Args> void f(Args... ...) {}
template <class... Args> void f(Args..., ...) {}

而 ...... 是最简洁的写法，多为使用。那么它有什么作用呢？

这又是向后兼容 C 的产物，第一个 ... 用于扩展 C++ 可变模板参数包，第二个 ... 则用于匹配 C Variadic functions^[1] 中的旧式变参。

主要目的就在于识别 C Variadic functions，举个例子：

template <class... Args>
void f(void (*fp)(Args...)) {
    std::cout << "#1\n";
}

template <class... Args>
void f(void (*fp)(Args......)) {
    std::cout << "#2\n";
}

void g(int, float) {}
void h(int, ...) {}

int main() {
    f(&g); // calls #1
    f(&h); // calls #2
}

早期 std::is_function^[2] 的实现就使用这一手法来识别 C Variadic functions。

// primary template
template<class>
struct is_function : std::false_type {};

// specialization for regular functions
template<class Ret, class... Args>
struct is_function<Ret(Args...)> : std::true_type {};

// specialization for variadic functions such as std::printf
template<class Ret, class... Args>
struct is_function<Ret(Args......)> : std::true_type {};

// ...

因此，它才能识别 printf/fprintf 这些旧式可变函数。不过，早期这种实现太过麻烦，如今利用概念直接求解，变得极为简单：

template<class T>
struct is_function : std::integral_constant<
    bool,
    !std::is_const<const T>::value && !std::is_reference<T>::value
> {};