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【优秀三方库研读】【C++基础知识】odygrd/quill -- 折叠表达式

web 2025/7/4 13:38:46

compute_encoded_size_and_cache_string_lengths 方法中这段代码是一个C++的折叠表达式（fold expression）的应用，用于计算多个参数编码后的总大小。下面我将详细解释这段代码的每个部分，并说明为什么这样写。
代码如下：

 size_t total_sum{0};// Avoid using a fold expression with '+ ...' because we require a guaranteed evaluation// order to ensure that each argument is processed in sequence. This is essential for// correctly populating the conditional_arg_size_cache((total_sum += Codec<remove_cvref_t<Args>>::compute_encoded_size(conditional_arg_size_cache, args)), ...);return total_sum;

代码分解

变量定义:
```
size_t total_sum{0};
```
- 定义一个size_t类型的变量total_sum，初始化为0。这个变量用于累加所有参数的编码后大小。

折叠表达式:

((total_sum += Codec<remove_cvref_t<Args>>::compute_encoded_size(conditional_arg_size_cache, args)), ...);

这是一个逗号操作符的折叠表达式（comma-fold expression），展开形式为：

(total_sum += Codec<remove_cvref_t<Args1>>::compute_encoded_size(conditional_arg_size_cache, args1)),
(total_sum += Codec<remove_cvref_t<Args2>>::compute_encoded_size(conditional_arg_size_cache, args2)),
...,
(total_sum += Codec<remove_cvref_t<ArgsN>>::compute_encoded_size(conditional_arg_size_cache, argsN));

对参数包Args中的每一个类型Args_i，调用Codec<remove_cvref_t<Args_i>>::compute_encoded_size计算其编码大小，并将结果累加到total_sum中。
remove_cvref_t<Args_i>用于移除类型的const、volatile和引用修饰符，确保Codec模板实例化时使用的是原始类型。

conditional_arg_size_cache:
- 这是一个缓存结构（可能是std::vector<size_t>或类似容器），用于存储某些条件参数的编码大小。compute_encoded_size函数可能会根据参数类型和值更新这个缓存。
返回结果:
```
return total_sum;
```
- 返回累加后的总大小。

为什么这样写？

避免使用+ ...折叠表达式:
- 注释中明确提到不使用+ ...折叠表达式（即(Codec<Args>::compute_encoded_size(args) + ...)），因为需要保证求值顺序。
- C++中，+操作符的求值顺序是未指定的（unspecified），编译器可以自由重排操作数的求值顺序。如果compute_encoded_size有副作用（比如更新conditional_arg_size_cache），求值顺序的乱序会导致缓存内容错误。
- 而逗号操作符（,）的求值顺序是严格从左到右的（C++17起），因此((expr), ...)能保证每个expr按参数包的顺序依次求值。
依赖conditional_arg_size_cache的副作用:
- 如果compute_encoded_size会根据当前参数的值更新缓存（例如，某些参数的编码大小依赖于之前参数的值），则必须保证参数的处理顺序与传入顺序一致。
- 使用逗号折叠表达式是实现这一目标的简洁方式。
简洁性与性能:
- 折叠表达式是C++17的特性，能以最简洁的方式展开参数包。
- 直接累加到total_sum避免了临时变量的分配，性能更高。

等价实现（非折叠表达式）

如果不使用折叠表达式，代码可能需要写成：

size_t total_sum{0};
auto update_sum = [&](const auto& arg) {total_sum += Codec<remove_cvref_t<decltype(arg)>>::compute_encoded_size(conditional_arg_size_cache, arg);
};
(update_sum(args), ...);  // 仍然用逗号操作符保证顺序
return total_sum;