使用折叠表达式作为[]操作数时仅首元素正确的原因及解决办法

首先，我敢打赌你遇到的核心问题是调用operator[]的方式搞错了——大概率你是用了obj[i,j,k]这种直观但不符合C++语法的写法，而这和普通成员函数get的调用逻辑有本质区别：

为什么get函数正常，operator[]却不行？ #

• 对于普通成员函数get，你调用obj.get(a,b,c)时，逗号是参数分隔符，三个参数a,b,c会被正确传递到模板参数包U...中。折叠表达式(... , void(k[i++]=indices))会按顺序展开为(void(k[0]=a), void(k[1]=b), void(k[2]=c))，自然能正确填充整个k数组。
• 但对于operator[]，如果你用obj[a,b,c]的语法，这里的逗号是C++原生的逗号运算符，不是参数分隔符！这个表达式等价于obj.operator[]((a,b,c))：逗号运算符会依次求值a、b（但结果直接丢弃），最后把c作为唯一参数传给operator[]。这时候你的参数包U...只有一个元素，折叠表达式自然只会执行一次，只给k[0]赋值。

如果排除调用方式的问题，还有两种小概率可能：

1. 数组越界的未定义行为：如果get_n_dimensions()返回的数值小于sizeof...(U)，k数组的大小不够，赋值k[i++]会触发越界，导致行为不可预测（看起来只有第一个元素正确）。
2. 编译器优化干扰：如果operator[]函数体内的k数组在赋值后没有被实际使用（你的代码片段里没写后续逻辑），某些激进的编译器可能会优化掉无意义的赋值操作——而get函数里你肯定用了k数组来获取元素，所以优化不会生效。

解决办法 #

针对不同情况，有这些实用方案：

方案1：改用operator()重载（推荐）

C++中()运算符可以天然接受多个参数，语法也更直观，完全符合多维下标的使用习惯：

template <class ...U>
T& operator()(U ...indices) {
    size_t i=0;
    size_t k[get_n_dimensions()];
    (... , void(k[i++]=indices));
    // 后续使用k数组的逻辑
    return ...;
}

调用时直接写obj(a,b,c)，和普通函数调用逻辑一致，不会有歧义。

方案2：正确调用多参数operator[]（不推荐）

如果你坚持要用重载的多参数operator[]，需要显式调用成员函数：

obj.operator[](a, b, c);

但这种写法非常不直观，违背了重载运算符的初衷，不建议使用。

方案3：升级到C++23使用多维下标运算符

如果你能使用C++23标准，可以直接利用新特性——多维下标运算符允许operator[]接受多个参数，此时obj[a,b,c]会被正确解析为传递三个参数，不需要显式调用。不过要注意编译器版本支持（比如GCC 12+、Clang 14+、MSVC 2022+）。

方案4：修复数组大小与参数包的匹配

如果是数组越界的问题，确保参数数量和维度匹配，同时用标准容器替代非标准的变长数组：

#include <array>

template <class ...U>
T& operator[](U ...indices) {
    constexpr size_t param_count = sizeof...(U);
    static_assert(param_count == get_n_dimensions(), "参数数量与数组维度不匹配");
    size_t i=0;
    std::array<size_t, param_count> k;
    (... , void(k[i++]=indices));
    // 后续逻辑
    return ...;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user10889578