C++17 : Fold Expressions

Le C++ a introduit dans la norme C++11 les variadic templates qui permettent d’écrire des fonctions templates avec un nombre variable de paramètres. Leur utilisation passait par l’écriture d’une fonction récursive. Par exemple pour écrire une fonction qui calcule la somme d’un nombre variable de paramètres, on pouvait faire ceci :

auto sum() {
  return 0;
}

template<typename T, typename ... Ts>
auto sum(const T& t, const Ts& ... ts) {
  return t + sum(ts ... );
}

Avec la nouvelle norme C++17, l’écriture de telles fonctions devient plus simple avec les fold expressions. Les appels récursifs sont remplacés par une expressions contenant les variables et l’opérateur appliqué.
La fonction précédente peut être écrite comme la fonction suivante :

template<typename ... Ts>
auto sum_fold_exp(const Ts& ... ts) {
  return (ts + ...);
}

La fold expression est la suivante : (ts + ...) et elle peut être interprétée comme l’expression pack op ... où on a : - ts est pack - + est op - ... pour l’expansion de l’expression.

Donc l’expression ts + ... sera interprété comme l’expression t1 + t2 + ... + tn

A noter que les parenthèse sont nécessaires autour de l’expression.

(ts + ...); // Ok
ts + ...; // syntax error

Le tableau suivant décrit les différentes fold expression et leur expansion.

Prenons un second exemple d’une fonction qui affiche un nombre variable de paramètres dans la sortie standard. Cette fonction peut s’écrire comme ci-dessous en utilisant les variadic templates :

auto print() {}

template <typename T, typename ... Ts>
auto print(const T& t, const Ts& ... ts) {
  cout << t << " ", print(ts ...);
}

En utilisant les fold expressions, nous pouvons l’écrire comme suit :

template<typename ... Ts>
auto print_fold(const Ts& ... ts)
{
  ((cout << ts << " "), ... );
}

Cette fois-ci le pack expression n’est pas seulement l’argument ts, mais l’expression cout < ts << " ". L’opérateur est , et l’expression sera transformé en

((cout << t0 << " "), ((cout << t1 << " "), .... ((cout << tn << " "))))

Par exemple, l’appel print_fold(1, 3, 5) sera transformé en

((cout << 1 << " "), ((cout << 3 << " "), ((cout << 5 << " "))))