在前幾節(jié)對(duì) TinyFormat 源碼的閱讀過(guò)程中我們看到了很多關(guān)于宏和模板的使用方式，那其中給我們留下印象最深的應(yīng)該就是 FormatListN 使用變長(zhǎng)模板的初始化方式了，現(xiàn)在讓我們?cè)囍鴥?yōu)化它。

在原先的代碼中作者用了大量的中間類(lèi)和函數(shù)去適配一些 c 風(fēng)格的代碼，比如 FormatList 類(lèi)中以指針保存的數(shù)組首地址，以及內(nèi)置數(shù)組 m_formatterStore 等等，這使得整個(gè)初始化的過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，從一組形如 1, std::string("test"), 2, 3.14159 的變長(zhǎng)參數(shù)到 FormatListN 初始化完成你需要經(jīng)過(guò)三步：

1. 通過(guò) makeFormatList(args...) 確定參數(shù)的長(zhǎng)度 N 并傳入 FormatListN 的構(gòu)造函數(shù)

2. 在 FormatListN 中初始化 m_formatterStore ，并把數(shù)組首地址和長(zhǎng)度傳給父類(lèi) FormatList

3. 在 FormatArg 中將每個(gè)類(lèi)型的參數(shù)都轉(zhuǎn)換成 const void* 保存

得益于 c++17 的強(qiáng)大，我們可以完成以下優(yōu)化：

1. 通過(guò) deduction guide 完成 makeFormatList 的工作

2. 使用 std::variant 配合 std::vector 完成對(duì)不同類(lèi)型不同長(zhǎng)度參數(shù)的存儲(chǔ)，而無(wú)需將其轉(zhuǎn)化為 const void*

那跟隨以上目標(biāo)的指引，我們優(yōu)化的 FormatList 類(lèi)實(shí)現(xiàn)如下：

沒(méi)錯(cuò)就是這么簡(jiǎn)單，讓我們來(lái)看一下 FormatList 的功能，首先 m_formatterStore 是一個(gè) std::vector ，這首先使得我們拋棄了指針并且無(wú)需考慮數(shù)組的長(zhǎng)度，邊界處理也更加方便，接著其儲(chǔ)存的 std::variant 是在 c++17 后引入的類(lèi)型，它可以接收除引用、數(shù)組和 void 以外的所有類(lèi)型變量，只要我們通過(guò) std::variant<Args...> 告訴它我們傳入?yún)?shù)的類(lèi)型范圍。接著在構(gòu)造函數(shù)中通過(guò) c++17 引入的折疊表達(dá)式依次通過(guò) vec.emplace_back(args) 將所有參數(shù)加入到 m_formatterStore 中。

調(diào)用方式如下：

現(xiàn)在看上去一切都很美好，但實(shí)際上這里存在一個(gè)問(wèn)題，那就是一旦我們?cè)趯?shí)例化時(shí)傳入的參數(shù)分屬同一個(gè)類(lèi)型例如：

那么我們將收獲一串來(lái)自編譯器的錯(cuò)誤提示：

接著配合簡(jiǎn)單的 Google 我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)天坑 ——— 沒(méi)錯(cuò)， std::variant 實(shí)例化時(shí)不允許傳入多個(gè)相同的類(lèi)型！

沒(méi)辦法，苦思多時(shí)無(wú)果后只能求助于 Google，于是我找到了來(lái)自 @Piotr Skotnicki 大佬的精彩回答：

這里首先包含三個(gè)東西：

1. unique_variant_t 用于包裝一個(gè)包含重復(fù)類(lèi)型的 std::variant 并返回一個(gè)無(wú)重復(fù)版本，最后 ::type 取得 T 也就是 std::variant

2. unique_variant 是一個(gè)模板類(lèi)聲明，其偏特化版本 unique_variant<std::variant<Ts...>> 接收多個(gè)類(lèi)型并通過(guò) filter_duplicates 完成去重

3. filter_duplicates ，負(fù)責(zé)去重和返回類(lèi)型，也是我們接下來(lái)的重點(diǎn)

以一個(gè)如下的調(diào)用來(lái)舉例說(shuō)明：

這時(shí)我們知道 unique_variant_t 解析的類(lèi)型 T 實(shí)際上是 std::variant<int, char, int, int> 但是這里還沒(méi)有實(shí)際使用所以不必?fù)?dān)心，繼續(xù)往下走，我們嘗試獲取 ::type ，因此要先將 T 傳入 unique_variant 那么這里我們匹配到的就是它的偏特化版本，這里的 Ts... 就是 int, char, int, int ，那么再往后走傳遞 std::variant<>, int, char, int, int 到 filter_duplicates 中，這里可能會(huì)有疑惑說(shuō)那這樣一來(lái) T 不就是 std::variant<> ?了嗎，與我們期待的 std::variant<int, char> 并不相符啊，實(shí)際上不是的，這里因?yàn)槟０迤ヅ湟?guī)則的原因?qū)嶋H上找到的同樣是 filter_duplicates 的偏特化版本，此時(shí) C 是 std::variant , Ts... 為空， U 是 int ， Us... 是 char, int, int ，接著借助 std::conditional_t 我們可以在編譯期間執(zhí)行不同的分支，對(duì)于 (std::is_same_v<U, Ts> || ...) 也就是將 U 和 Ts... 內(nèi)所有類(lèi)型逐個(gè)比較（這里同樣用到了折疊表達(dá)式展開(kāi)），如果有任意一個(gè)相同，那么其繼承的父類(lèi)為 filter_duplicates<C<Ts...>, Us...> 實(shí)際上也就是 std::variant 內(nèi)的 Ts... 不變，重復(fù)的 U 被丟棄；如果都不相同那么將其加入 Ts.. 中。

最后這里也非常巧妙，要注意偏特化/特化版本的類(lèi)實(shí)現(xiàn)與原類(lèi)是完全獨(dú)立的，因此在向 Ts... 中不斷添加類(lèi)型的過(guò)程中整個(gè)類(lèi)是沒(méi)有 unique_variant_t 所需要的 ::type 調(diào)用的，而到最后所有類(lèi)型都被拋棄或加入到 std::variant 后， Us... 為空無(wú)法再匹配到偏特化版本，因此匹配到原版本，此時(shí) T 為 std::variant<int, char> ， Ts... 為空，這時(shí)類(lèi)中的 using type = T; 才被真正聲明并一層層繼承下來(lái)。

這樣一來(lái)我們就完成了對(duì) FormatList 類(lèi)的基本優(yōu)化，對(duì) m_formatterStore 的取用通過(guò) visit 也可以輕松完成。

下次再會(huì)！